Question

【題目】用化學(xué)反應(yīng)原理研究氮的氧化物和硫的氧化物有著重要的意義。

（1）已知：2SO2(g)+ O2(g)2SO3(g) △H1

2NO(g)+ O2(g)2NO2 (g) △H2

NO2 (g) + SO2(g)SO3(g) + NO(g) △H3

則△H3 =__________(用△H1、△H2表示)，如果上述三個(gè)反應(yīng)方程式的平衡常數(shù)分別為K1、 K2、K3，則K3 =__________(用K1、K2表示)。

（2）如圖所示，A 是恒容的密閉容器，B 是一個(gè)體積可變的充氣氣囊。保持恒溫，關(guān)閉K2，分別將2mol NO 和1 mol O2通過K1、K3分別充入A、B 中，發(fā)生的反應(yīng)為2NO(g)+ O2(g)2NO2 (g) [不考慮2NO2 (g)N2 O4 (g) ]，起始時(shí)A、B 的體積相同均為a L。

①下列說法和示意圖正確，且既能說明A 容器中反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)，又能說明B 容器中反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)的是_________。

a. A、B 容器中氣體的顏色均不再發(fā)生變化

b. A、B 容器中NO 和O2物質(zhì)的量濃度比均為2:1

② T℃時(shí)，A 容器中反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí)的平衡常數(shù)Kp = 8×10﹣2 （kPa)﹣1。若A 容器中反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí)p(NO2) = 200kPa，則平衡時(shí)NO的轉(zhuǎn)化率為_____________。（Kp 是用平衡分壓代替平衡濃度計(jì)算所得平衡常數(shù)，分壓＝總壓×物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)）

（3）將0.2 mol SO2和0.15 mol O2通入2L 的密閉容器中，測(cè)得SO2的物質(zhì)的量隨時(shí)間變化如 圖實(shí)線 所示。

編號(hào)	a	b	c	d	e
n(SO2)/mol	0.16	0.12	0.09	0.07	0.07
t/min	2	5	8	15	22

①ab 段平均反應(yīng)速率____________（填“大于”“小于”或“等于”）bc 段平均反應(yīng)速率：de 段平均反應(yīng)速率為_________________。

②僅改變某一個(gè)實(shí)驗(yàn)條件，測(cè)得SO2的物質(zhì)的量隨時(shí)間變化如圖中虛線所示，則改變的條件是__________。

Answer 1

【答案】（△H1—△H2）/2 ac 66.7％ 大于 0 加入催化劑

【解析】

（1）已知：①2SO2(g)+ O2(g)2SO3(g) △H1，②2NO(g)+ O2(g)2NO2 (g) △H2，③NO2 (g) + SO2(g)SO3(g) + NO(g) △H3，則根據(jù)蓋斯定律可知（①－②）÷2即得到反應(yīng)③，所以其反應(yīng)熱△H3 =（△H1—△H2）/2，如果上述三個(gè)反應(yīng)方程式的平衡常數(shù)分別為K1、K2、K3，則K3 =。

（2）①a、顏色的深淺與濃度有關(guān)系，所以A、B 容器中氣體的顏色均不再發(fā)生變化說明二氧化氮的濃度不再發(fā)生變化，反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)，a正確；b、根據(jù)方程式可知NO 和O2始終按照物質(zhì)的量之比2：1進(jìn)行，所以A、B 容器中NO 和O2物質(zhì)的量濃度比始終均為2:1，不能說明反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)，b錯(cuò)誤；c、當(dāng)逆反應(yīng)速率不再發(fā)生變化時(shí)說明反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)，c正確；d、平衡常數(shù)只與溫度有關(guān)系，不能說明反應(yīng)是否達(dá)到平衡狀態(tài)，d錯(cuò)誤，答案選ac。

② 2NO(g)+ O2(g)2NO2 (g)

起始量（mol） 2 1 0

轉(zhuǎn)化量（mol） 2x x 2x

平衡量（mol）2－2x 1－x 2x

則200＝，氧氣和NO的分壓分別是、，因此根據(jù)平衡常數(shù)可知

，解得x＝2/3，所以平衡時(shí)NO的轉(zhuǎn)化率為。

（3）①根據(jù)圖像可知ab段的曲線效率大，所以平均反應(yīng)速率大于bc段平均反應(yīng)速率：根據(jù)圖像可判斷de 段濃度不再發(fā)生變化，反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)，則de段的平均反應(yīng)速率為0。

②僅改變某一個(gè)實(shí)驗(yàn)條件， 測(cè)得SO2的物質(zhì)的量隨時(shí)間變化如圖中虛線所示，此時(shí)達(dá)到平衡的時(shí)間減少，但平衡狀態(tài)不變，所以改變的條件是加入催化劑。

【點(diǎn)晴】

該題考查的知識(shí)點(diǎn)較多，屬于中等難度試題。難點(diǎn)和易錯(cuò)點(diǎn)是平衡狀態(tài)判斷、平衡常數(shù)應(yīng)用、圖像分析。可逆反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)有兩個(gè)核心的判斷依據(jù)：①正反應(yīng)速率和逆反應(yīng)速率相等。②反應(yīng)混合物中各組成成分的百分含量保持不變。只要抓住這兩個(gè)特征就可確定反應(yīng)是否達(dá)到平衡狀態(tài)，對(duì)于隨反應(yīng)的發(fā)生而發(fā)生變化的物理量如果不變了，即說明可逆反應(yīng)達(dá)到了平衡狀態(tài)。判斷化學(xué)反應(yīng)是否達(dá)到平衡狀態(tài)，關(guān)鍵是看給定的條件能否推出參與反應(yīng)的任一物質(zhì)的物質(zhì)的量不再發(fā)生變化。有關(guān)圖像分析答題時(shí)需要注意：（1）緊扣特征，弄清可逆反應(yīng)的正反應(yīng)是吸熱還是放熱，體積增大、減小還是不變，有無固體、純液體物質(zhì)參與反應(yīng)等。

（2）先拐先平，在含量(轉(zhuǎn)化率)—時(shí)間曲線中，先出現(xiàn)拐點(diǎn)的則先達(dá)到平衡，說明該曲線反應(yīng)速率快，表示溫度較高、有催化劑、壓強(qiáng)較大等。

（3）定一議二，當(dāng)圖像中有三個(gè)量時(shí)，先確定一個(gè)量不變，再討論另外兩個(gè)量的關(guān)系，有時(shí)還需要作輔助線。

（4）三步分析法，一看反應(yīng)速率是增大還是減小；二看v正、v逆的相對(duì)大��；三看化學(xué)平衡移動(dòng)的方向。