Question

在容積為2L的密閉容器中，保持體系內溫度800℃不變，將一定量的NO和O₂混合發生反應：2NO+O₂?2NO₂，其中NO的物質的量（n）隨時間（t）的變化關系如圖所示．請回答下列問題．
（1）30s時反應達到平衡，用O₂表示達到平衡過程的平均反應速率為

0.0022mol?L^-1?s^-1

，圖象中曲線

II

（選填“Ⅰ”或“Ⅱ”）表示NO₂的變化．由圖象中曲線和數據變化，能否計算該溫度下的平衡常數：

不能

（填“能”或“不能”）．
（2）若升高反應體系的溫度，使反應重新達到平衡，此時體系中n（NO）=n（NO₂），則該反應是

放

熱反應（選填“吸”或“放”）．
（3）在800℃時，若縮小容器的體積，達新平衡時n（NO）

＜

（選填“＞”、“=”或“＜”）0.07mol，NO的轉化率

增大

（選填“增大”、“不變”或“減小”）．
（4）上述800℃時的反應達到平衡時測得放出熱量a kJ．試寫出在此條件下NO與氧氣反應的熱化學方程式

2NO（g）+O₂（g）?2NO₂（g）△H=-15.4a kJ?mol^-1

．

Answer 1

分析：（1）根據圖象中NO的物質的量變化，求出濃度變化和反應速率，再根據方程式中計量數關系求出v（O₂）；曲線Ⅰ表示的物質的量減小是反應物，曲線Ⅱ表示的物質的量增大是生成物；由于缺少平衡時氧氣的濃度，所以不能計算平衡常數；
（2）根據氮元素守恒，當n（NO）=n（NO₂）時，n（NO）=n（NO₂）=0.1mol，依此判斷平衡移動和反應熱；
（3）縮小容器體積，壓強增大，據此判斷平衡移動；
（4）根據參加反應的NO的量和放出的熱量，求出2molNO完全反應放出的熱量，然后寫出熱化學方程式．

解答：解：（1）由圖象可知平衡時轉化的NO為：n（NO）=0.2-0.07=0.13mol，則v（NO）=

0.13mol 2L

30s

≈0.0022mol?L^-1?s^-1，所以v（O₂）=0.0011mol?L^-1?s^-1；曲線Ⅰ表示的物質的量減小是反應物，曲線Ⅱ表示的物質的量增大是生成物，所以曲線Ⅱ表示NO₂的變化，因為由于氧氣的起始濃度不知，所以無法求出平衡時氧氣的濃度，所以不能計算平衡常數，
故答案為：0.0022mol?L^-1?s^-1；II；不能；
（2）根據氮元素守恒，當n（NO）=n（NO₂）時，n（NO）=n（NO₂）=0.1mol，與圖中的平衡比較，NO物質的量增加了，所以升高溫度平衡向逆反應方向移動，故正反應為放熱反應，故答案為：放；
（3）縮小容器體積，壓強增大，平衡向正反應方向移動，所以NO的物質的量減少，即達新平衡時n（NO）＜0.07mol；平衡向正反應方向移動，則NO轉化率增大，
故答案為：＜；增大；
（4）已知加入的NO的物質的量為0.20mol，但參加反應的只有0.13mol，則2molNO完全反應放出的熱量為：

2mol×aKJ

0.13mol

=15.4a kJ，故該反應的熱化學方程式為2NO（g）+O₂（g）?2NO₂（g）△H=-15.4a kJ?mol^-1，
故答案為：2NO（g）+O₂（g）?2NO₂（g）△H=-15.4a kJ?mol^-1．

點評：本題考查了反應速率和化學平衡的有關知識，涉及反應速率的計算、平衡移動的判斷、反應熱的計算和熱化學方程式的書寫等，側重于基本原理的應用，題目難度中等．