Question

在容積為2L的密閉容器中，保持體系內(nèi)溫度800℃不變，將一定量的NO和O₂混合發(fā)生反應(yīng)：2NO+O₂?2NO₂，其中NO的物質(zhì)的量（n）隨時(shí)間（t）的變化關(guān)系如圖所示．請(qǐng)回答下列問(wèn)題．
（1）30s時(shí)反應(yīng)達(dá)到平衡，用O₂表示達(dá)到平衡過(guò)程的平均反應(yīng)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(shù)據(jù)變化，能否計(jì)算該溫度下的平衡常數(shù)：

不能

（填“能”或“不能”）．
（2）若升高反應(yīng)體系的溫度，使反應(yīng)重新達(dá)到平衡，此時(shí)體系中n（NO）=n（NO₂），則該反應(yīng)是

放

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

＜

（選填“＞”、“=”或“＜”）0.07mol，NO的轉(zhuǎn)化率

增大

（選填“增大”、“不變”或“減小”）．
（4）上述800℃時(shí)的反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí)測(cè)得放出熱量a kJ．試寫(xiě)出在此條件下NO與氧氣反應(yīng)的熱化學(xué)方程式

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

．

Answer 1

分析：（1）根據(jù)圖象中NO的物質(zhì)的量變化，求出濃度變化和反應(yīng)速率，再根據(jù)方程式中計(jì)量數(shù)關(guān)系求出v（O₂）；曲線Ⅰ表示的物質(zhì)的量減小是反應(yīng)物，曲線Ⅱ表示的物質(zhì)的量增大是生成物；由于缺少平衡時(shí)氧氣的濃度，所以不能計(jì)算平衡常數(shù)；
（2）根據(jù)氮元素守恒，當(dāng)n（NO）=n（NO₂）時(shí)，n（NO）=n（NO₂）=0.1mol，依此判斷平衡移動(dòng)和反應(yīng)熱；
（3）縮小容器體積，壓強(qiáng)增大，據(jù)此判斷平衡移動(dòng)；
（4）根據(jù)參加反應(yīng)的NO的量和放出的熱量，求出2molNO完全反應(yīng)放出的熱量，然后寫(xiě)出熱化學(xué)方程式．

解答：解：（1）由圖象可知平衡時(shí)轉(zhuǎn)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(zhì)的量減小是反應(yīng)物，曲線Ⅱ表示的物質(zhì)的量增大是生成物，所以曲線Ⅱ表示NO₂的變化，因?yàn)橛捎谘鯕獾钠鹗紳舛炔恢�，所以無(wú)法求出平衡時(shí)氧氣的濃度，所以不能計(jì)算平衡常數(shù)，
故答案為：0.0022mol?L^-1?s^-1；II；不能；
（2）根據(jù)氮元素守恒，當(dāng)n（NO）=n（NO₂）時(shí)，n（NO）=n（NO₂）=0.1mol，與圖中的平衡比較，NO物質(zhì)的量增加了，所以升高溫度平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng)，故正反應(yīng)為放熱反應(yīng)，故答案為：放；
（3）縮小容器體積，壓強(qiáng)增大，平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)，所以NO的物質(zhì)的量減少，即達(dá)新平衡時(shí)n（NO）＜0.07mol；平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)，則NO轉(zhuǎn)化率增大，
故答案為：＜；增大；
（4）已知加入的NO的物質(zhì)的量為0.20mol，但參加反應(yīng)的只有0.13mol，則2molNO完全反應(yīng)放出的熱量為：

2mol×aKJ

0.13mol

=15.4a kJ，故該反應(yīng)的熱化學(xué)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(diǎn)評(píng)：本題考查了反應(yīng)速率和化學(xué)平衡的有關(guān)知識(shí)，涉及反應(yīng)速率的計(jì)算、平衡移動(dòng)的判斷、反應(yīng)熱的計(jì)算和熱化學(xué)方程式的書(shū)寫(xiě)等，側(cè)重于基本原理的應(yīng)用，題目難度中等．