Question

在A、B两个恒容密闭容器中发生反应：2NO₂⇌2NO +O₂反应过程中NO₂的物质的量随时间变化的状况如图所示：

(1)若A容器的体积为5 L，反应经6 min达到平衡状态，则0~6 min内以O₂浓度变化表示的反应速率为___________。

(2)该反应化学平衡常数K=__________(写出表达式)。

(3)说明该反应已达到平衡状态的是_______。

A.v_正(NO₂)=v_逆(NO)           B.c(NO₂)=c(NO)

C.气体的平均摩尔质量不变      D.气体的密度保持不变

(4)若A、B两容器中只是温度不同，则T_A____T_B (填“>”或“<”)，请写出一条能提高二氧化氮转化率的措施_____________。

Answer

0.002 mol/(L•min) AC ＜ 升高温度(或减小压强)

【解析】

(1)根据计算反应速率；

(2)平衡常数是可逆化学反应达到平衡状态时生成物与反应物的浓度(方程式系数幂次方)乘积比或反应产物与反应底物的浓度(方程式系数幂次方)乘积比。

(3)反应达到平衡状态，各组分的浓度不随着时间的变化而变化，正逆反应速率相等，根据化学平衡状态的特征结合变量不变的状态是平衡状态来回答；

(4)温度越高达到平衡所需时间越短，不增加NO2的物质的量使平衡右移即可增大其转化率。

(1)据图可知初始时n(NO2)=0.30mol，平衡时n(NO2)=0.18mol，△n(NO2)=0.12mol，△c(NO2)=，则，同一反应中反应速率之比等于化学计量数之比，所以v(O2)=0.002 mol/(L•min)，故答案为：0.002 mol/(L•min)；

(2)根据平衡常数的定义可知该反应的平衡常数K=，故答案为：；

(3)A．反应平衡时v正(NO2)=v逆(NO2)  ，同一反应反应速率之比等于计量数之比，所以v逆(NO2)=v逆(NO)  ，所以v正(NO2)=v逆(NO)  ，可以说明反应已达平衡；

B．反应过程中c(NO2)减小，c(NO)增大，某一时刻二者可能相等，但不能说明反应平衡；

C．反应过程中气体总质量不变，但气体的物质的量在改变，即平均摩尔质量会变，所以当气体的平均摩尔质量不变时可以说明反应平衡；

D．气体总质量不变，体积不变，故密度一直不变，所以密度不变时不能说明反应平衡；

故答案为：AC；

(4)根据图可知容器B达到平衡所需时间更短，反应速率更大，温度更高，且平衡时二氧化氮浓度更低，说明温度升高平衡右移，正反应为吸热反应，升高温度可使平衡右移，增大二氧化氮的转化率，该反应为压强减小的反应，故减小压强可使平衡右移，增大二氧化氮的转化率，故答案为：＜；升高温度(或减小压强)。