Question

一定温度下，在2L密闭容器中NO₂和O₂可发生下列反应：4NO₂（g）+O₂（g）?2N₂O₅（g）+5286kJ已知体系中n（NO₂）随时间变化如下表：

t（s）	0	500	1000	1500
n（NO2）（mol）	20	13.96	10.08	10.08

（1）能说明该反应已达到平衡状态的是

 

．
A．v（NO₂）=4v（O₂）           B．容器内压强保持不变
C．v_逆（N₂O₅）=2v_正（O₂）       D．容器内密度保持不变
（2）反应达到平衡后，NO₂的转化率为

 

，此时若再通入一定量氮气，则NO₂的转化率将

 

（填“增大”、“减小”、“不变”）．
（3）图中能表示N₂O₅的浓度变化的曲线是

 

，用O₂表示从0-500s内该反应的平均速率v=

 

．
（4）能使该反应的反应速率增大，且平衡向正应方向移动的是

 

．
A．及时分离出NO₂气体 B．适当升高温度  C．增大O₂的浓度   D．选择高效催化剂．

Answer 1

考点：物质的量或浓度随时间的变化曲线,化学平衡的影响因素,化学平衡状态的判断

专题：化学平衡专题

分析：（1）根据化学反应处于平衡状态时，各组成成份不变，正逆反应速率相等及有关物理量的变化特征可以判断；
（2）根据转化率=

已转化了的物质的量

起始的物质的量

可以计算，加入氮气后反应中的有关物质的浓度没有变化，据此判断转化率的变化；
（3）根据反应物浓度减小，生成物尝试增加，反应中各物质的变化量之比等于计量数之比，可以判断；
（4）根据影响化学反应速率和化学平衡移动的外界因素可以判断．

解答： 解：（1）根据化学反应处于平衡状态时，各组成成份不变，正逆反应速率相等及有关物理量的变化特征可知，
A．v（NO₂）=4v（O₂），但未指明是正反应还是逆反应速率，故A错误；
B．由于该反应是前后气体计量数改变的反应，所以容器内压强保持不变时，则说明反应已经处于平衡状态，故B正确；
C．v_逆（N₂O₅）=2v_正（O₂），则说明正逆反应速率相等，故C正确；
D．由于反应在恒容条件下进行，反应前后气体质量守恒，所以反应过程中密度始终不变，所以容器内密度保持不变无法判断反应是否处于平衡，故D错误；
故选BC．
（2）由表可知，参加反应的NO₂的物质的量为20mol-10.08mol=9.92mol，根据转化率=

已转化了的物质的量

起始的物质的量

可知，NO₂的转化率为

9.92mol

20mol

×100%=49.6%，加入氮气后反应中的有关物质的浓度没有变化，所以NO₂的转化率的没有变化，故答案为：49.6%；不变；
（3）根据反应物浓度减小，生成物尝试增加，反应中各物质的变化量之比等于计量数之比，根据方程式可知，氧气是二氧化氮的反应速率的四分之一，五氧化二氮是二氧化氮的二分之一，结合图可知c为五氧化二氮的变化曲线，a为二氧化氮的变化曲线，v（NO₂）=

20mol-13.96mol 2L

500s

=6.04×10^-3mol/（L?s），v（O₂）=

1

4

v（NO₂）=1.51×10^-3mol/（L?s），故答案为：c；1.51×10^-3mol/（L?s）；
（4）A．及时分离出NO₂气体，降低了生成物浓度，平衡逆向移动，浓度下降，反应速率下降，故A错误； 
B．由于该反应是放热反应，适当升高温度，反应速率增大，平衡逆向移动，故B错误；  
C．增大O₂的浓度，增大反应物浓度平衡正向移动，反应速率增大，故C正确；   
D．选择高效催化剂，平衡不移动，反应速率变大，故D错误；
故选C．

点评：本题考查了热化学方程式、化学平衡常数、化学平衡移动、化学反应速率的计算等，题目较为综合，难度中等，注意做题方法、判断规律的积累．