Question

汽車尾氣凈化器中的主要反應為：2NO（g）+2CO（g）

催化劑

2CO₂（g）+N₂（g），某科研小組在2L密閉容器中充入5molCO和5molNO，對該反應進行了一系列的研究，在一定溫度（T）下，將測量出的c（CO₂）隨時間（t）變化的數(shù)據(jù)繪制如圖所示的圖象
（1）該反應的△H

 

0（填“＞”、“＜”或“=”）下列選項中，能說明該反應達到平衡狀態(tài)的依據(jù)是

 

a．v（N O ）=v（CO）
b．N₂的濃度不再變化
c．混合氣體的平均相對分子質(zhì)量不再改變
d．混合氣體密度不變
（2）在溫度為T₁℃時，若反應從開始到10sN₂的平均反應速率v（N₂）=0.1mol?L^-1?s^-1則a值為，此溫度下平衡常數(shù)K₁=

 

，平衡時，向此容器中再通入1molN O 和1.6molN₂．則平衡

 

（填“向正反應方向”、“向逆反應方向”或“不”）移動，原因是

 

（3）若T₂℃時該反應的平衡常數(shù)K₂=80，開始時向密閉容器中加入混合氣體并使它們的初始濃度為c（NO）=0.2mol?L ^-1，c（CO）=0.5mol?L^-1，c（CO₂）=0.4mol?L^-1，c（N₂）=bmol?L^-1，若要使開始時NO的消耗＞生成速率，則b的取值范圍是

 

．

Answer 1

考點：化學平衡的計算,化學平衡狀態(tài)的判斷

專題：

分析：（1）圖象分析先拐先平，溫度高T₁＞T₂，結(jié)合二氧化碳的濃度變化分析反應能量變化，化學平衡的標志是正逆反應速率相同，各組含量保持不變分析選項；
（2）依據(jù)反應速率計算生成氮氣的濃度，結(jié)合化學平衡三段式列式計算平衡濃度，結(jié)合平衡常數(shù)等于生成物平衡你的冪次方乘積除以反應物平衡你的冪次方乘積得到；，結(jié)合濃度商和平衡常數(shù)大小比較判斷反應進行的方向；
（3）依據(jù)濃度商和平衡常數(shù)比較，若要使開始時NO的消耗＞生成速率，反應正向進行，Q＜K計算分析應用．

解答： 解：（1）圖象分析先拐先平，溫度高T₁＞T₂，結(jié)合二氧化碳的濃度變化分析反應能量變化，隨溫度升高，二氧化碳濃度減小，說明平衡逆向進行，正反應為放熱反應；化學平衡的標志是正逆反應速率相同，各組含量保持不變分析選項；
a．反應過程中始終存在v（N O ）=v（CO），不能說明反應達到平衡狀態(tài)，故a錯誤；
b．N₂的濃度不再變化是化學平衡的標志，故b正確；
c．反應前后氣體物質(zhì)的量變化，質(zhì)量不變，混合氣體的平均相對分子質(zhì)量不再改變，說明反應達到平衡狀態(tài)，故c正確；
d．反應前后氣體質(zhì)量和體積不變，混合氣體密度始終不變，故d錯誤；
故答案為：bc；
（2）依據(jù)反應速率計算生成氮氣的濃度，結(jié)合化學平衡三段式列式計算平衡濃度，若反應從開始到10sN₂的平均反應速率v（N₂）=0.1mol?L^-1?s^-1則生成氮氣濃度為1mol/L
                2NO（g）+2CO（g）

催化劑

2CO₂（g）+N₂（g），
起始量（mol/L）  2.5      2.5          0        0
變化量（mol/L）  2         2           2        1
平衡量（mol/L） 0.5       0.5          2        1
a值為2mol/L
結(jié)合平衡常數(shù)等于生成物平衡你的冪次方乘積除以反應物平衡你的冪次方乘積=

22×1

0．52×0．52

=64；
平衡時，向此容器中再通入1molNO 和1.6molN₂，結(jié)合濃度商和平衡常數(shù)大小比較判斷反應進行的方向，Q=

1.8×22

12×0．52

=28.8＜64，平衡正向進行；
故答案為：2mol/L，64，向正反應方向，平衡時，向此容器中再通入1molNO 和1.6molN₂，Q=

1.8×22

12×0．52

=28.8＜64，平衡正向進行；
（3）依據(jù)濃度商和平衡常數(shù)比較，若要使開始時NO的消耗＞生成速率，反應正向進行，Q＜K計算分析應用，初始濃度為c（NO）=0.2mol?L ^-1，c（CO）=0.5mol?L^-1，c（CO₂）=0.4mol?L^-1，c（N₂）=bmol?L^-1，若要使開始時NO的消耗＞生成速率，Q=

b×0．42

0．22×0．52

＜80，b＜5；
故答案為：b＜5．

點評：本題考查了化學平衡的影響因素分析判斷，平衡常數(shù)、反應速率計算應用，反應進行方向的理解應用，掌握基礎是關鍵，題目難度中等．