Question

T℃时，向2L恒容密闭容器中充入1mol NO₂与2mol SO₂发生如下反应：

NO₂(g)+SO₂(g) ⇌SO₃(g)+NO(g)  △H=﹣41.8kJ/mol。

(1)下列能说明该反应达到平衡状态的是__________。

a．体系压强保持不变

b．混合气体颜色保持不变

c．SO₃和NO的体积比保持不变

d．每消耗n mol SO₃的同时生成n mol NO₂

(2)反应进行到20s 时，测得反应速率v(NO)=0.005mol/(L•s)，则消耗的NO₂为______ mol。

(3)若上述容器为绝热容器(与外界无热交换)，则到达平衡所需时间将_________。

a．延长           b．缩短          c．不变           d．无法确定

Answer

b 0.2 b

【解析】

(1)可逆反应达到平衡状态时，正逆反应速率相等，各物质的物质的量、物质的量浓度、百分含量及由此引起的一系列物理量不变；

(2)同一可逆反应同一时间段内各物质的反应速率之比等于化学计量数之比，据此计算二氧化氮反应速率，再根据∆n=v∆tV计算二氧化氮物质的量；

(3)若上述容器为绝热容器(与外界无热交换)，该反应的正反应是放热反应，所以相当于升高温度，反应速率加快。

(1)a．该反应是一个反应前后气体化学计量数之和不变的可逆反应，所以压强始终不变，所以体系压强保持不变不能说明该反应达到平衡状态，故a不选；

b．混合气体颜色保持不变，说明二氧化氮浓度不变，所以该反应达到平衡状态，故b选；

c．起始投入NO2和SO2，建立平衡过程中SO3和NO的体积比始终为1:1，SO3和NO的体积比保持不变不能说明反应达到平衡状态，故c错误；

d．无论该反应是否达到平衡状态，都存在每消耗n mol SO3的同时生成n mol NO2，所以不能据此判断平衡状态，故d不选；

故答案选b；

(2)同一可逆反应同一时间段内各物质的反应速率之比等于化学计量数之比，v(NO2)=v(NO)=0.005mol⋅L−1⋅s−1，v=，∆n=v∆tV，则消耗的NO2物质的量n(NO2)=0.005mol⋅L−1⋅s−1×20s×2L=0.2mol；

(3)若上述容器为绝热容器(与外界无热交换)，该反应的正反应是放热反应，所以相当于升高温度，反应速率加快，则缩短反应达到平衡时间，答案选b。