Question

在2L容积不变的密闭容器内，800℃时反应2NO（g）＋O₂（g）2NO₂（g）体系中，n（NO）随时间的变化如下表：

（1）用O₂的反应速率表示0～2s内该反应的平均反应速率v＝_______________。若上述反应在850℃下进行，反应2s时n（NO）＝0.009mol，并且不再随时间而改变，则该反应是__________热反应。

（2）图中表示NO₂浓度变化的曲线是__________（填字母）。

（3）能说明该反应已达到平衡状态的是________（填序号）。

A．v（NO₂）＝2v（O₂）   B．容器内的压强保持不变

C．v_逆（NO）＝2v_正（O₂）   D．容器内气体密度保持不变

（4）能使该反应的反应速率增大，且平衡向正反应方向移动的是________（填序号）。

A．及时分离出NO₂   B．适当升高温度

C．增大O₂的浓度    D．选择高效催化剂

Answer

（1）0．0015mol·L－1·s－1；（2分） 放；（2分）

（2）b；（2分） （3）BC；（2分） （4）C （2分）

【解析】

试题分析：（1）2s内用NO表示的平均反应速率v(NO)＝[△n(NO)÷V ]÷t＝(0.020mol−0.008mol)÷2L÷2s＝3.0×10-3 mol/(L•s)，速率之比等于化学计量数之比，所以v(O2)＝1/2 v(NO)＝1.5×10-3 mol/(L•s)；若上述反应在850℃下进行，反应2s时n（NO）＝0.009mol，这说明升高温度，化学平衡向逆反应方向移动。根据化学平衡移动原理，升高温度，化学平衡向吸热反应方向移动，逆反应是吸热反应，则该反应的正反应是放热反应；

（2）NO2是产物，随反应进行浓度增大，平衡时浓度为NO浓度的变化量△c(NO)＝(0.020mol− 0.007mol)÷2L=0.0065mol/L，根据方程式中NO与NO2的系数关系可知，图中表示NO2变化的曲线是b；

（3）A.表示同一方向反应速率，v(NO2)自始至终为v(O2)的2倍，不能说明达到平衡，A错误；B.随反应进行，反应混合气体总的物质的量在减小，容器内的压强减小，当压强保持不变，说明反应到达平衡，B正确；C.不同物质表示速率，到达平衡时，正逆速率之比等于化学计量数之比，V逆(NO)：V正(O2)＝2：1，即V逆(NO)＝2 V正(O2)，C正确；D.混合气体的总质量不变，容器容积为定值，所以密度自始至终不变，不能说明达到平衡，D错误，答案选BC；

（4）2NO(g)＋O2(g)2NO2(g)正方向为体积减小的放热反应，A.减小生成物的浓度平衡正向移动，及时分离除NO2气体，平衡正移，但是浓度减小，速率减小，A错误；B.适当升高温度，化学平衡向吸热的逆反应方向移动，B错误；C.增大O2的浓度，平衡正向移动，反应物浓度增大，速率加快，C正确；D.选择高效催化剂，反应速率加快，但是平衡不移动，D错误。答案选C。

【考点定位】考查化学反应速率的计算、化学平衡状态的判断及外界条件对化学反应速率和化学平衡移动的影响的知识。

【名师点晴】该题的难点是平衡状态判断，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。注意可逆反应达到平衡状态有两个核心的判断依据：①正反应速率和逆反应速率相等。②反应混合物中各组成成分的百分含量保持不变。只要抓住这两个特征就可确定反应是否达到平衡状态，对于随反应的发生而发生变化的物理量如果不变了，即说明可逆反应达到了平衡状态。判断化学反应是否达到平衡状态，关键是看给定的条件能否推出参与反应的任一物质的物质的量不再发生变化。