Question

恒容容積為VL的密閉容器中發生2NO₂ 2NO+O₂反應。反應過程中NO₂的物質的量隨時間變化的狀況如圖所示。

（1）若曲線A和B表示的是該反應在某不同條件下的反應狀況，則該不同條件是      。
A．有、無催化劑     B．溫度不同
C．壓強不同        D．體積不同
（2）寫出該反應的化學平衡常數K的表達式：          ，并比較K_800℃    K_850℃（填“>”、“<”或“=”）。
（3）求算在B條件下從反應開始至達到平衡，氧氣的反應速率v(O₂)=      。
（4）不能說明該反應已達到平衡狀態的是       。
A．v_正（NO₂）=v_逆（NO）         B．c（NO₂）=c（NO）
C．氣體的平均摩爾質量不變    D．氣體的密度保持不變

若起始溫度相同，分別向三個容器中充入2molNO和1molO₂ ，則達到平衡時各容器中NO物質的百分含量由大到小的順序為(填容器編號)               。

Answer 1

（12分）（1）B  （2）  K_800℃＜K_850℃
（3）v(O₂)＝1/40Vmol/（L·S）（4）  BD    (5) ①②③

試題分析：（1）根據圖像可知，B曲線表示的反應速率快，達到平衡的時間少，且平衡時NO₂的物質的量小于A曲線達到平衡時NO₂的物質的量。由于正反應是體積增大的可逆反應，增大壓強平衡應該向逆反應方向移動，NO₂的物質的量增大，CD不正確；催化劑不能改變平衡狀態，A不正確；所以改變的條件只能是升高溫度，這說明升高溫度平衡向正反應方向移動，所以正反應是吸熱反應，答案選B。
（2）化學平衡常數是在一定條件下，當可逆反應達到平衡狀態時，生成物濃度的冪之積和反應物濃度的冪之積的比值，因此根據方程式可知，該反應的平衡常數。正反應是吸熱反應，升高溫度平衡向正反應方向移動，平衡常數增大，所以K_800℃＜K_850℃。
（3）根據圖像可知，反應進行到2s時反應達到平衡狀態，此時NO₂的物質的量減少了0.20mol－0.10mol＝0.10mol，則氧氣的物質的量就增加了0.05mol，所以氧氣的反應速率是＝1/40Vmol/（L·S）。
（4）在一定條件下，當可逆反應的正反應速率和逆反應速率相等時（但不為0），反應體系中各種物質的濃度或含量不再發生變化的狀態，稱為化學平衡狀態。A中反應速率的方向相反，且滿足速率之比是相應的化學計量數之比，A可以說明。B中反應速率的方向是相同的，速率之比是相應的化學計量數之比，因此B中的關系始終是成立，B不能說明�；旌蠚獾钠骄�相對分子質量是混合氣的質量和混合氣的總的物質的量的比值，質量不變，但物質的量是變化的，所以C可以說明。密度是混合氣的質量和容器容積的比值，在反應過程中質量和容積始終是不變的，D不能說明，答案選BD。
（5）該反應是體積減小的、放熱的可逆反應，所以③中容器中的壓強始終大于②中的壓強，壓強大有利于NO的轉化。①中是絕熱的，則反應中溫度高，但溫度越高，越不利于NO的轉化，所以達到平衡時各容器中NO物質的百分含量由大到小的順序為①②③。
點評：該題是高考中的常見題型，屬于中等難度的試題。試題綜合性強，在注重考查學生基礎知識的同時，側重考查學生靈活運用基礎知識解決實際問題的能力。該題的關鍵是明確平衡狀態的含義、判斷依據以及外界條件對平衡狀態的影響，然后結合圖像和勒夏特例原理靈活運用即可，有利于培養學生的應試能力和邏輯推理能力。