(2013•嘉兴一模)体积为2L的密闭容器中反应2NO2(g)⇌2NO(g)+O2(g)在三种不同条件下进行,其中实验I

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  • 解题思路:(1)可逆反应到达平衡时,正逆速率相等,反应混合物各组分的浓度、含量不变,由此衍生的一些其它物理量不变,据此判断;

    (2)实验Ⅱ和实验I相比,反应都从浓度为1.0mol/LNO2的分解开始建立平衡,温度相同,平衡时NO2的浓度相同,到达平衡的时间实验Ⅱ比实验I少,只能是实验Ⅱ使用催化剂;

    对比实验Ⅰ和Ⅲ,实验Ⅲ温度升高,平衡时二氧化氮的浓度减少,平衡向正反应进行,升高温度平衡向吸热方向移动,平衡常数增大;

    (3)升高温度到达平衡时间缩短,结合该反应的热效应判断升高温度对平衡的影响,确定升高温度平衡时NO的体积分数变化,据此作图;

    (4)根据平衡常数和浓度商判断平衡移动,若平衡不移动根据定义计算新平衡时NO2的物质的量浓度,若平衡移动根据平衡常数计算新平衡时NO2的物质的量浓度;

    (5)根据原子守恒实验Ⅲ所得的平衡混和气体通入足量的水中,欲使气体被完全吸收所需的氧气为NO2不分解时被水完全吸收所需要的氧气.

    (1)A.到达平衡状态时,不同物质表示的正、逆速率之比等于化学计量数之比,2v(NO2)=v(O2),即v(NO2):v(O2)=1:2,不等于化学计量数之比2:1,逆反应速率较大,反应向逆反应进行,故A错误;

    B.速率之比等于化学计量数之比,故B正确;

    C.气体的颜色不发生变化,说明二氧化氮的浓度不再变化,可能反应到达平衡状态,故C正确;

    D.混合气体的总质量不变,容器体积不变,混合气体的密度始终不变,故D正确;

    E.可逆反应是动态平衡,平衡时反应没有停止,故E错误;

    故答案为:BCD;

    (2)A.实验Ⅱ和实验I相比,反应都从浓度为1.0mol/LNO2的分解开始建立平衡,温度相同,平衡时NO2的浓度相同,到达平衡的时间实验Ⅱ比实验I少,即条件改变只加快反应速率,不影响平衡移动,反应前后为气体体积减小的反应,故只能是实验Ⅱ使用催化剂,故A错误,

    B.由A分析可知,实验Ⅱ使用催化剂,故B正确;

    C.对比实验Ⅰ和Ⅲ,实验Ⅲ温度升高,平衡时二氧化氮的浓度减少,平衡向正反应进行,所以实验Ⅲ平衡常数更大,故C错误;

    D.对比实验Ⅰ和Ⅲ,实验Ⅲ温度升高,平衡时二氧化氮的浓度减少,平衡向正反应进行,升高温度平衡向吸热方向移动,所以正反应为吸热反应,故D正确;

    故答案为:BD;

    (3)升高温度到达平衡时间缩短,该反应正反应为吸热反应,升高温度平衡向正反应移动,平衡时NO的体积分数变化增大,故在T2℃时( T2>T1)时的NO体积分数随时t的变化曲线为:

    故答案为:

    (4)实验Ⅰ中达平衡后,c(NO2)=0.5mol/L,则:

    2NO2(g)

    2NO(g)+O2(g)

    开始(mol/L):1 00

    变化(mol/L):0.5 0.5 0.25

    平衡(mol/L):0.5 0.5 0.25

    平衡常数k=

    0.25×0.52

    0.52=0.25,

    通入2mol由物质的量之比为1:1组成的NO2与NO混合气体(保持温度不变),此时为c(NO2)=0.5mol/L+[1mol/2L]=1mol/L,c(NO)=0.5mol/L+[1mol/2L]=1mol/L,c(O2)=0.25mol/L,

    浓度商为Qc=

    0.25×12

    12=0.25,等于平衡常数,所以平衡不移动;NO2的物质的量浓度为 1mol/L,

    故答案为:不;1mol/L;

    (5)由4NO2+O2 +2H2O=4HNO3,可知需要n(O2)=[1/4]n(NO2)=[1/4]×1mol/L×2L=0.5mol,所以需要氧气的最小体积为0.5mol×22.4L/mol=11.2L,需要空气的体积为11.2L÷[1/5]=56L,

    故答案为:56.

    点评:

    本题考点: 化学平衡的影响因素;化学平衡状态的判断.

    考点点评: 本题考查化学平衡图象、化学平衡影响因素、化学平衡常数、化学平衡的计算、读图提取信息能力,难度中等,是对学生综合能力的考查,(4)为易错点,注意利用平衡常数的应用.