Question

13．有下列兩個可逆反應(yīng)．
反應(yīng)1：在體積固定的密閉容器中進行可逆反應(yīng)：2NO₂（g）?2NO（g）+O₂（g），其中NO₂是紅棕色氣體．
反應(yīng)2：在體積固定的密閉容器中進行可逆反應(yīng)：H₂（g）+I₂（g）?2HI（g），其中I₂（g）是紫色的．
以上兩個反應(yīng)過程中，有下列情況：
①同一物質(zhì)正反應(yīng)速率等于逆反應(yīng)速率．
②混合氣體的顏色不再改變．
③混合氣體的密度不再改變．
④混合氣體的壓強不再改變．
⑤混合氣體的平均相對分子質(zhì)量不再改變．
⑥對于反應(yīng)1，單位時間內(nèi)生產(chǎn)n mol O₂的同時生產(chǎn)2n molNO₂．⑦對于反應(yīng)2，用H₂，I₂和HI表示的反應(yīng)速率之比為1：1：2．
（1）上述情況中能作為反應(yīng)1達到平衡狀態(tài)標(biāo)志的是哪幾個？
（2）上述情況中能作為反應(yīng)2達到平衡狀態(tài)標(biāo)示的是哪幾個？
（3）若在標(biāo)準(zhǔn)狀況下發(fā)生反應(yīng)2（此時碘單質(zhì)為固體），情況⑤能否作為反應(yīng)2達到平衡狀態(tài)的標(biāo)志？

Answer 1

分析 在一定條件下的可逆反應(yīng)里，正反應(yīng)速率和逆反應(yīng)速率相等，反應(yīng)混合物中各組成成分的百分含量保持不變，該反應(yīng)就達到平衡狀態(tài)，利用化學(xué)平衡狀態(tài)的特征“等”、“定”來判斷反應(yīng)達到平衡狀態(tài)．

解答 解：（1）①同一物質(zhì)正反應(yīng)速率等于逆反應(yīng)速率，能說明正逆反應(yīng)速率的相等關(guān)系，故正確；
②混合氣體的顏色不再改變，則二氧化氮濃度不變，能說明正逆反應(yīng)速率的相等關(guān)系，故正確；
③因為反應(yīng)前后質(zhì)量不變，體積也不變，則混合氣體的密度一直不變，所以混合氣體的密度不再改變不能說明達到了平衡，故錯誤；
④因為反應(yīng)前后體積變化，所以混合氣體的壓強不再改變，能說明正逆反應(yīng)速率的相等關(guān)系，故正確；
⑤混合氣體的平均相對分子質(zhì)量=平均摩爾質(zhì)量=$\frac{混合氣體的總質(zhì)量}{混合氣體的總物質(zhì)的量}$，質(zhì)量是守恒的，物質(zhì)的量只有達到平衡時才不變，當(dāng)混合氣體的平均摩爾質(zhì)量不再變化，證明達到了平衡狀態(tài)，故正確．
⑥對于反應(yīng)1，單位時間內(nèi)生產(chǎn)n mol O₂的同時生產(chǎn)2n molNO₂，能說明正逆反應(yīng)速率的相等關(guān)系，故正確；
故答案為：①②④⑤⑥；
（2）①同一物質(zhì)正反應(yīng)速率等于逆反應(yīng)速率，能說明正逆反應(yīng)速率的相等關(guān)系，故正確；
②混合氣體的顏色不再改變，則I₂濃度不變，能說明正逆反應(yīng)速率的相等關(guān)系，故正確；
③因為反應(yīng)前后質(zhì)量不變，體積也不變，則混合氣體的密度一直不變，所以混合氣體的密度不再改變不能說明達到了平衡，故錯誤；
④因為反應(yīng)前后體積不變，所以混合氣體的壓強一直改變，所以混合氣體的壓強不再改變不能說明達到了平衡，故錯誤；
⑤因為反應(yīng)前后體積不變，混合氣體的平均相對分子質(zhì)量=平均摩爾質(zhì)量=$\frac{混合氣體的總質(zhì)量}{混合氣體的總物質(zhì)的量}$，質(zhì)量、物質(zhì)的量都是守恒的，所以混合氣體的平均相對分子質(zhì)量不再改變不能說明達到了平衡，故錯誤；
⑦對于反應(yīng)2，反應(yīng)速率之比一直等于系數(shù)之比，所以用H₂，I₂和HI表示的反應(yīng)速率之比為1：1：2不能說明達到了平衡，故錯誤；
故答案為：①②；
（3）若在標(biāo)準(zhǔn)狀況下發(fā)生反應(yīng)2（此時碘單質(zhì)為固體），因為反應(yīng)前由2mol氫氣變成反應(yīng)后的1molHI，所以混合氣體的平均相對分子質(zhì)量=平均摩爾質(zhì)量=$\frac{混合氣體的總質(zhì)量}{混合氣體的總物質(zhì)的量}$，一直在變，則混合氣體的平均相對分子質(zhì)量不再改變，能說明達到了平衡，故正確；答：⑤能作為反應(yīng)2達到平衡狀態(tài)的標(biāo)志．

點評 本題考查了化學(xué)平衡狀態(tài)的判斷，難度不大，注意當(dāng)反應(yīng)達到平衡狀態(tài)時，正逆反應(yīng)速率相等，但不為0．