Question

某条件下，在2 L密闭容器中发生如下反应：2NO₂ （g）2NO （g）＋O₂ （g）在三种不同条件下进行，其中实验Ⅰ、Ⅱ都在800℃，实验Ⅲ在850℃，NO、O₂的起始浓度都为0，NO₂的浓度 （mol·L^－1）随时间 （min）的变化如图所示。请回答下列问题：

（1）实验Ⅱ隐含的反应条件是          。

（2）实验II中，从反应开始至达到平衡时NO₂浓度减少了0.5mol/L，则根据方程式可知生成氧气是0.25mol/L，因此用氧气浓度变化表示的化学反应速率为0.25mol/L÷20min＝          。

（3）800℃时，该反应的平衡常数K=            。该反应是        （填“吸” 或“ 放”）热反应。

（4）若实验Ⅰ中达到平衡后，再向密闭容器中通入2 mol由物质的量之比为1：1组成的NO₂与O₂混合气体 （保持温度不变），此时平衡将向                  移动 （填“正反应方向”或“逆反应方向”），你判断的依据是                                。

（5）NO₂、NO是重要的大气污染物，近年来人们利用NH₃在一定条件下与之反应而将其转化为无害的参与大气循环的物质，如：8NH₃+6NO₂7N₂+12H₂O。若将此反应设计成原电池，融熔K₂CO₃为电解质，则正极反应方程式为：                            。

Answer

（1）使用了催化剂

（2）0.0125mol·L－1·min－1

（3）0.25 ；吸

（4）向正反应方向 Qc=0.75×0.252/12＜0.25×0.52/0.52＝K

（5）2NO2+4CO2+8e－ =N2+4CO32－

【解析】

试题分析： （1）因实验Ⅰ和实验Ⅱ平衡时NO2的浓度相同，但实验Ⅱ反应速率大，则实验Ⅱ使用了催化剂；

（2）实验II中，从反应开始至达到平衡，用氧气浓度变化表示的化学反应速率为0.0125mol·L－1·min－1。

（3）根据图像可知实验Ⅱ中平衡时NO2、NO和氧气的浓度分别是0.5mol/L、0.5mol/L、0.25mol/L，则该温度下平衡常数K＝c （NO）2×c （O2）/c （NO2）2＝；根据图像可知温度越高，平衡时NO2的浓度越小，则正反应为吸热反应；

（4）由于此时Qc=0.75×0.252/12＜0.25，所以反应向正反应方向进行。

（5）原电池中正极得到电子，发生还原反应。根据反应式可知正极是NO2得到电子，则正极反应方程式为2NO2+4CO2+8e－＝N2+4CO32－。

考点：考查图象与化学平衡、电极反应式书写