Question

在2L密閉容器中反應(yīng)2NO₂（g） 2NO（g）+O₂（g）在三種不同條件下進(jìn)行，其中實(shí)驗(yàn)Ⅰ、Ⅱ都在800℃，實(shí)驗(yàn)Ⅲ在850℃，NO、O₂的起始濃度都為0，NO₂的濃度（mol?L^-1）隨時(shí)間（min）的變化如圖所示．請(qǐng)回答下列問題：
（1）對(duì)比實(shí)驗(yàn)Ⅰ、Ⅱ和Ⅲ，得出的下列結(jié)論中正確的是

BD

．（填字母）
A． 實(shí)驗(yàn)Ⅱ和實(shí)驗(yàn)I相比，可能隱含的反應(yīng)條件是：反應(yīng)容器的體積縮小了
B．實(shí)驗(yàn)Ⅱ和實(shí)驗(yàn)I相比，可能隱含的反應(yīng)條件是：使用效率更高的催化劑
C．實(shí)驗(yàn)I條件下該反應(yīng)的平衡常數(shù)大于實(shí)驗(yàn)Ⅲ條件下該反應(yīng)的平衡常數(shù)
D．對(duì)比實(shí)驗(yàn)Ⅰ和Ⅲ可知，該反應(yīng)是吸熱反應(yīng)
（2）若實(shí)驗(yàn)Ⅰ中NO₂的起始濃度改為1.2mol?L^-1，其它條件不變，則達(dá)到平衡時(shí)所需用的時(shí)間

小于

40min（填“大于”、“等于”或“小于”），NO₂的轉(zhuǎn)化率將

減小

（填“增大”、“減小”或“不變”）．
（3）若實(shí)驗(yàn)Ⅰ中達(dá)平衡后，再向密閉容器中通入2mol由物質(zhì)的量之比為1：1組成的NO₂與NO混合氣體（保持溫度不變），則平衡將

不

（填“向左”、“向右”、“不”）移動(dòng)，新平衡狀態(tài)時(shí)NO₂的物質(zhì)的量濃度為

1

 mol?L^-1．
（4）若將實(shí)驗(yàn)Ⅲ所得的平衡混和氣體通入足量的水中，欲使氣體被完全吸收則至少應(yīng)同時(shí)通入標(biāo)準(zhǔn)狀況下的氧氣

11.2

L．

Answer 1

分析：（1）實(shí)驗(yàn)Ⅱ和實(shí)驗(yàn)I相比，反應(yīng)都從濃度為1.0mol/LNO₂的分解開始建立平衡，溫度相同，平衡時(shí)NO₂的濃度相同，到達(dá)平衡的時(shí)間實(shí)驗(yàn)Ⅱ比實(shí)驗(yàn)I少，只能是實(shí)驗(yàn)Ⅱ使用催化劑；
對(duì)比實(shí)驗(yàn)Ⅰ和Ⅲ，實(shí)驗(yàn)Ⅲ溫度升高，平衡時(shí)二氧化氮的濃度減少，平衡向正反應(yīng)進(jìn)行，升高溫度平衡向吸熱方向移動(dòng)，平衡常數(shù)增大；
（2）濃度增大，壓強(qiáng)增大，反應(yīng)加快，縮短到達(dá)平衡時(shí)間；
增大壓強(qiáng)平衡向氣體體積減小的方向移動(dòng)，即向逆反應(yīng)方向移動(dòng)；
（3）根據(jù)平衡常數(shù)和濃度商判斷平衡移動(dòng)，若平衡不移動(dòng)根據(jù)定義計(jì)算新平衡時(shí)NO₂的物質(zhì)的量濃度，若平衡移動(dòng)根據(jù)平衡常數(shù)計(jì)算新平衡時(shí)NO₂的物質(zhì)的量濃度；
（4）根據(jù)原子守恒實(shí)驗(yàn)Ⅲ所得的平衡混和氣體通入足量的水中，欲使氣體被完全吸收所需的氧氣為NO₂不分解時(shí)被水完全吸收所需要的氧氣．

解答：解：（1）實(shí)驗(yàn)Ⅱ和實(shí)驗(yàn)I相比，反應(yīng)都從濃度為1.0mol/LNO₂的分解開始建立平衡，溫度相同，平衡時(shí)NO₂的濃度相同，到達(dá)平衡的時(shí)間實(shí)驗(yàn)Ⅱ比實(shí)驗(yàn)I少，即條件改變只加快反應(yīng)速率，不影響平衡移動(dòng)，反應(yīng)前后為氣體體積減小的反應(yīng)，故只能是實(shí)驗(yàn)Ⅱ使用催化劑．故A錯(cuò)誤，B正確；
對(duì)比實(shí)驗(yàn)Ⅰ和Ⅲ，實(shí)驗(yàn)Ⅲ溫度升高，平衡時(shí)二氧化氮的濃度減少，平衡向正反應(yīng)進(jìn)行，升高溫度平衡向吸熱方向移動(dòng)，所以正反應(yīng)為吸熱反應(yīng)，故D正確；
溫度升高平衡向正反應(yīng)進(jìn)行，所以平衡常數(shù)增大，故C錯(cuò)誤．
故答案為：BD；
（2）濃度增大，壓強(qiáng)增大，反應(yīng)加快，縮短到達(dá)平衡時(shí)間，達(dá)到平衡時(shí)所需用的時(shí)間小于40min；增大壓強(qiáng)平衡向氣體體積減小的方向移動(dòng)，即向逆反應(yīng)方向移動(dòng)，NO₂轉(zhuǎn)化率減小，
故答案為：小于；減��；
（3）實(shí)驗(yàn)Ⅰ中達(dá)平衡后，c（NO₂）=0.5mol/L，
                2NO₂（g） 2NO（g）+O₂（g）
開始（mol/L）：1                 0       0
變化（mol/L）：0.5               0.5     0.25
平衡（mol/L）：0.5               0.5     0.25
平衡常數(shù)k=

c(NO)2?c(O2)

c2(NO2)

=

0.52×0.25

0.52

=0.25，
通入2mol由物質(zhì)的量之比為1：1組成的NO₂與NO混合氣體（保持溫度不變），此時(shí)為c（NO₂）=0.5mol/L+

1mol

2L

=1mol/L，c（NO）=0.5mol/L+

1mol

2L

=1mol/L，c（O₂）=0.25mol/L，
濃度商為Qc=

12×0.25

12

=0.25，等于平衡常數(shù)，所以平衡不移動(dòng)；NO₂的物質(zhì)的量濃度為 1mol/L，
故答案為：不；1.0；
（4）由4NO₂+O₂ +2H₂O=4HNO₃，可知需要n（NO₂）=

1

4

n（NO₂）=

1

4

×1mol/L×2L=0.5mol，所以需要氧氣的最小體積為0.5mol×22.4L/mol=11.2L，
故答案為：11.2．

點(diǎn)評(píng)：本題以圖象為載體考查平衡影響因素、平衡常數(shù)、化學(xué)平衡的計(jì)算、讀圖提取信息能力，難度中等，結(jié)合圖的信息運(yùn)用知識(shí)解決問題．