Question

15．在2L密閉容器內(nèi)，800℃時(shí)反應(yīng)：2NO（g）+O₂（g）═2NO₂（g）體系中，n（NO）隨時(shí)間的變化如表：

時(shí)間（s）	0	1	2	3	4	5
n（NO）（mol）	0.020	0.010	0.008	0.007	0.007	0.007

（1）該反應(yīng)的平衡常數(shù)表達(dá)是$\frac{{c}^{2}（N{O}_{2}）}{{c}^{2}（NO）•c（{O}_{2}）}$；800℃反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí)，NO的物質(zhì)的量濃度
是0.0035mol/L；升高溫度，NO的濃度增大，則該反應(yīng)是放 （填“放熱”或“吸
熱”）反應(yīng)．
（2）如圖中表示NO₂變化的曲線是b．用O₂表示從0～2s內(nèi)該反應(yīng)的平均速率v=0.0015mol/（L•s）或1.5×10^-3mol/（L•s）．
（3）能說(shuō)明該反應(yīng)已達(dá)到平衡狀態(tài)的是bc．
a．v（NO₂）=2v（O₂）              b．容器內(nèi)壓強(qiáng)保持不變
c．v逆（NO）=2v正（O₂）         d．容器內(nèi)密度保持不變
（4）能使該反應(yīng)的反應(yīng)速率增大，且平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)的是c．
a．及時(shí)分離出NO₂氣體          b．適當(dāng)升高溫度
c．增大O₂的濃度               d．選擇高效催化劑
（5）已知：25℃、101kPa時(shí)，①M(fèi)n（s）+O₂（g）═MnO₂（s）△H₁=-520kJ/mol
②S（s）+O₂（g）═SO₂（g）△H₂=-297kJ/mol
③Mn（s）+S（s）+2O₂（g）═MnSO₄（s）△H₃=-1065kJ/mol
SO₂與MnO₂反應(yīng)生成無(wú)水MnSO₄的熱化學(xué)方程式是MnO₂（s）+SO₂（g）=MnSO₄（s）△H=-248kJ/mol．

Answer 1

分析 （1）平衡常數(shù)K=$\frac{生成物平衡時(shí)濃度冪之積}{反應(yīng)物平衡時(shí)濃度冪之積}$；800℃，第3s、4s、5s時(shí)NO的物質(zhì)的量是0.007mol，說(shuō)明可逆反應(yīng)達(dá)到平衡，c（NO）=$\frac{n}{V}$；升高溫度，NO的濃度增大，說(shuō)明平衡逆向移動(dòng)，則逆方向是吸熱反應(yīng)，正方向是放熱反應(yīng)；
（2）根據(jù)一氧化氮物質(zhì)的量的變化知，該反應(yīng)向正反應(yīng)方向移動(dòng)，則二氧化氮的物質(zhì)的量在不斷增大，在反應(yīng)開(kāi)始時(shí)c（NO）=0.01mol/L，在平衡時(shí)c（NO）=0.003 5 mol/L，△c（NO）=0.0065mol/L，根據(jù)反應(yīng)方程式可知△c（NO₂）=△c（NO）；根據(jù)v=$\frac{△c}{△t}$計(jì)算v（NO），再利用速率之比等于化學(xué)計(jì)量數(shù)之比計(jì)算v（O₂）；
（3）可逆反應(yīng)到達(dá)平衡時(shí)，同種物質(zhì)的正逆速率相等，各組分的濃度、含量保持不變，由此衍生的其它一些量不變，判斷平衡的物理量應(yīng)隨反應(yīng)進(jìn)行發(fā)生變化，該物理量由變化到不變化說(shuō)明到達(dá)平衡；
（4）為使該反應(yīng)的反應(yīng)速率增大，可采用增大壓強(qiáng)、升高溫度、加入催化劑、增大反應(yīng)物濃度等方法，再結(jié)合平衡移動(dòng)原理分析解答；
（5）根據(jù)蓋斯定律解題．

解答 解：（1）平衡常數(shù)K=$\frac{生成物平衡時(shí)濃度冪之積}{反應(yīng)物平衡時(shí)濃度冪之積}$=$\frac{{c}^{2}（N{O}_{2}）}{{c}^{2}（NO）•c（{O}_{2}）}$；800℃，第3s、4s、5s時(shí)NO的物質(zhì)的量保持不變是0.007mol，說(shuō)明可逆反應(yīng)達(dá)到平衡，c（NO）=$\frac{n}{V}$=$\frac{0.007mol}{2L}$=0.0035mol/L；升高溫度，NO的濃度增大，說(shuō)明平衡逆向移動(dòng)，則逆方向是吸熱反應(yīng)，正方向是放熱反應(yīng)；
故答案為：$\frac{{c}^{2}（N{O}_{2}）}{{c}^{2}（NO）•c（{O}_{2}）}$；0.0035mol/L；放；
（2）根據(jù)一氧化氮物質(zhì)的量的變化知，該反應(yīng)向正反應(yīng)方向移動(dòng)，則二氧化氮的物質(zhì)的量在不斷增大，在反應(yīng)開(kāi)始時(shí)c（NO）=0.01mol/L，在平衡時(shí)c（NO）=0.003 5 mol/L，△c（NO）=0.0065mol/L，根據(jù)反應(yīng)方程式可知△c（NO₂）=△c（NO），則表示NO₂變化的曲線是b；在反應(yīng)開(kāi)始時(shí)c（NO）=0.01mol/L，2s時(shí)c（NO）=$\frac{0.008mol}{2L}$=0.004mol/L，△c（NO）=0.006mol/L，根v（NO）=$\frac{0.006mol/L}{2s}$=0.003mol/（L•s），速率之比等于化學(xué)計(jì)量數(shù)之比，v（O₂）=$\frac{1}{2}$v（NO）=0.0015mol/（L•s），
故答案為：b；0.0015mol/（L•s）或1.5×10^-3 mol/（L•s）；
（3）a．若反應(yīng)達(dá)到平衡，則v（NO₂）_正=2v（O₂）_逆，現(xiàn)在速率的正、逆未指明，因此不能判斷反應(yīng)是否達(dá)到平衡，故a錯(cuò)誤；
b．由于該反應(yīng)是反應(yīng)前后氣體體積不等的反應(yīng)，所以若容器內(nèi)壓強(qiáng)保持不變，則反應(yīng)達(dá)到平衡，故b正確；
c．v_逆（NO）=2v_正（O₂），不同物質(zhì)速率間的關(guān)系滿(mǎn)足方向相反且速率之比等于計(jì)量數(shù)之比，說(shuō)明正反應(yīng)速率等于逆反應(yīng)速率，NO、O₂的濃度不變，反應(yīng)達(dá)到平衡，故c正確；
d．容器內(nèi)氣體的質(zhì)量和容器的總體積保持不變，則密度始終保持不變，當(dāng)密度不變時(shí)，不一定達(dá)到平衡，故d錯(cuò)誤；
故答案為：bc；
（4）a．及時(shí)分離除NO₂氣體平衡向右移動(dòng)，但反應(yīng)速率減小，故a錯(cuò)誤；    
b．適當(dāng)升高溫度，反應(yīng)速率增大但平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng)，故b錯(cuò)誤；
c．增大O₂的濃度反應(yīng)速率增大，且該反應(yīng)向正反應(yīng)方向移動(dòng)，故c正確；         
d．選擇高效催化劑能增大反應(yīng)速率，但平衡不移動(dòng)，故d錯(cuò)誤；
故答案為：c；
 （5）①M(fèi)n（s）+O₂（g）═MnO₂（s）△H₁=-520kJ/mol
②S（s）+O₂（g）═SO₂（g）△H₂=-297kJ/mol
③Mn（s）+S（s）+2O₂（g）═MnSO₄（s）△H₃=-1065kJ/mol
將③-②-①可得MnO₂（s）+SO₂（g）=MnSO₄（s）△H=-248kJ/mol，
故答案為：MnO₂（s）+SO₂（g）=MnSO₄（s）△H=-248kJ/mol．

點(diǎn)評(píng) 本題考查化學(xué)平衡常數(shù)、化學(xué)反應(yīng)速率計(jì)算、化學(xué)平衡狀態(tài)的判斷、外界條件對(duì)反應(yīng)速率及化學(xué)平衡移動(dòng)的影響、蓋斯定律的知識(shí)，綜合性強(qiáng)，難度適中．