Question

在一定温度下，容积为0.5L的密闭容器中，将一定量的二氧化氮和二氧化硫气体混合会发生如下反应：
NO₂（g）+SO₂（g）⇌NO（g）+SO₃（g）
（1）该反应的平衡常数（K）表达式为______．
（2）该可逆反应达到平衡的标志是______（填下列序号字母 ）．
a．NO₂、SO₂、NO和SO₃四种气体的物质的量浓度之比为1：1：1：1
b．密闭容器的压强不再发生变化
c．K值不再发生变化
d．生成n mol SO₂的同时，有n mol SO₃生成
（3）在上述平衡体系中通入少量O₂，平衡______移动（填“向右”、“向左”或“不”之一）；NO的浓度将______（填“增大”、“减小”或“不变”之一），c（NO）与c（NO₂）之和______（填“增大”、“减小”或“不变”之一）．
（4）若10min后容器内SO₃气体质量为4g．则在10min内用NO₂浓度的变化表示反应的平均反应速率为______ mol•^-1．

Answer

（1）化学平衡常数，是指在一定温度下，可逆反应达到平衡时各生成物浓度的化学计量数次幂的乘积除以各反应物浓度的化学计量数次幂的乘积所得的比值；
（2）当达到平衡状态时，正逆反应速率相等，各物质的浓度不变，由此衍生的一些物理量也不发生变化；
（3）通入少量氧气，一氧化氮和氧气反应生成二氧化氮，一氧化氮浓度减小，二氧化氮浓度增大，平衡向正反应方向移动，根据原子守恒c（NO）与c（NO2）之和是否变化；
（4）先计算三氧化硫的反应速率，再根据三氧化硫和二氧化氮之间的关系式计算二氧化氮的反应速率．
【解析】
（1）该可逆反应中化学平衡常数K=，故答案为：K=；
（2）a．当NO2、SO2、NO和SO3四种气体的物质的量浓度之比为1：1：1：1，该反应不一定达到平衡状态，这与反应物的初始浓度及转化率有关，所以不能证明该反应达到平衡状态，故错误；
b．该反应是一个反应前后气体体积不变的可逆反应，无论反应是否达到平衡状态密闭容器的压强始终不变，所以不能证明该反应是否达到平衡状态，故错误；
c．K值只与温度有关，温度不变K值不变，所以不能证明该反应是否达到平衡状态，故错误；
d．生成n mol SO2的同时，有n mol SO3生成，正逆反应速率相等，所以该反应达到平衡状态，故正确；
故选d；
（3）通入少量氧气，一氧化氮和氧气反应生成二氧化氮，一氧化氮浓度减小，二氧化氮浓度增大，平衡向正反应方向移动，根据原子守恒知c（NO）与c（NO2）之和不变，
故答案为：向右 减小  不变；
（4）若10min后容器内SO3气体质量为4g，三氧化硫的平均反应速率==0.01mol/（L．min），根据反应方程式知，二氧化氮的反应速率和三氧化硫的反应速率相等，为0.01mol/（L．min），故答案 为：0.01．