Question

已知在150℃时，NO₂按下式发生分解反应2NO₂2NO+O₂      △H＞0。向容积为1L的密闭容器中加入0.05molNO₂在150℃时充分反应，达到平衡后测得c(NO)=0.04mol/L，吸收热量akJ。

（1）能说明上述反应已经达到化学平衡状态的是           。

A．容器内气体的颜色不再变化

B．容器内压强不再变化

C．容器内气体的密度不再变化

D．容器内气体的平均摩尔质量不再变化

E．v_逆(NO₂)=v_正(NO)

F．相同时间内每消耗2个NO₂分子的同时，生成2个NO分子

（2）下列有关该反应的图像中正确的是           。

（3）若从反应开始至c(NO)=0.04mol/L共耗时5分钟，则用O₂表示的平均反应速率为            。

（4）150℃时上述反应的平衡常数数值为              (可不写单位)。

（5）若在相同的容器内开始时只加入0.05molNO和0.025molO₂，在相同的温度下充分反应达到平衡后，恰好放出akJ的热量，则此时O₂的转化率为            。

（6）恒容条件下，下列措施中能使n(NO₂)/ n(NO)增大的有            。

A．降低温度                                   B．充入He气

C．再充入1 mol NO (g)和0.5 mol O₂(g)        D．使用催化剂

Answer

（1）ABDE

（2）AD

（3）0.004mol/(L·min)

（4）0.32mol/L

（5）20%

（6）AC

【解析】

试题分析：

（1）在一定条件下，当可逆反应的正反应速率和逆反应速率相等时（但不为0），反应体系中各种物质的浓度或含量不再发生变化的状态，称为化学平衡状态。A．颜色深浅和NO2浓度有关系，当容器内气体的颜色不再变化，说明NO2浓度不变，反应达到化学平衡状态；B．反应2NO22NO+O2为正反应方向气体系数增大的反应，当容器内压强不再变化，说明反应体系中各种物质的浓度不再发生变化，反应达到化学平衡状态；C．密度=质量÷体积，恒容密闭容器中，质量不变，体积也不变，则密度一直不变，所以当容器内气体的密度不再变化，不能说明反应达到化学平衡状态；D．混合气体的平均摩尔质量=混合气体的质量÷混合气体的总物质的量，质量不变，总物质的量变化，所以当容器内气体的平均摩尔质量不再变化时，说明反应达到化学平衡状态；E．v逆(NO2)=v正(NO)，说明反应达到化学平衡状态；F．相同时间内每消耗2个NO2分子的同时，生成2个NO分子，都表示的是正反应速率，不能说明反应达到化学平衡状态；故选ABDE。

（2）反应2NO22NO+O2为正反应方向气体系数增大的吸热反应。A．升高温度，v逆、v正都增大，平衡正向移动，故A正确；B．升高温度，平衡正向移动，NO2转化率增大。压强增大，平衡逆向移动，NO2转化率减小，故B错误；C．升高温度，平衡正向移动，NO%增大。压强增大，平衡逆向移动，NO%减小，故C错误；D．根据先拐先平，可知T1＞T2，升高温度，平衡正向移动，c(NO)增大，故D正确。故选AD。

（3）反应开始至c(NO)=0.04mol/L共耗时5分钟，则v(NO)=0.04mol/L÷5min=0.008mol/(L·min)，化学反应速率之比等于方程式的系数之比，则用O2表示的平均反应速率v(O2)为0.004mol/(L·min)。

（4）容积为1L的密闭容器中加入0.05molNO2在150℃时发生反应2NO22NO+O2，达到平衡后测得c(NO)=0.04mol/L，则平衡时c(NO2)=0.01mol/L，c(O2)=0.02mol/L，则平衡常数K===0.32mol/L。

（5）在相同的容器内，相同的温度下加入“0.05molNO和0.025molO2”和加入“0.05molNO2”互为等效平衡，则平衡时O2的物质的量为0.02mol，此时O2的转化率为（0.025mol－0.02mol）÷0.025molO2×100%=20%。

（6）A．降低温度，平衡逆向移动，n(NO2)增大，n(NO)减小，则n(NO2)/n(NO)增大；B．充入He气，平衡不移动，则n(NO2)/n(NO)不变；C．再充入1 mol NO (g)和0.5 mol O2(g)，相当于增大压强，平衡逆向移动，则n(NO2)/n(NO)增大；D．使用催化剂，平衡不移动，则n(NO2)/n(NO)不变；故选AC。

考点：化学反应速率的计算，化学平衡状态，化学平衡图像等