在一定条件下的密闭容器内发生反应：2NO+O2==2NO2,已知某时刻NO、O2、NO2的浓度分别为0.3mol/L、0.1mol/L、0.2mol/lL,反应达到平衡时,可能存在的数据是（）.a.NO2为0.4mol/L、O2为0.2mol/Lb.NO2为0.25mol/Lc.NO

Question

在一定条件下的密闭容器内发生反应：2NO+O2==2NO2,已知某时刻NO、O2、NO2的浓度分别为0.3mol/L、0.1mol/L、0.2mol/lL,反应达到平衡时,可能存在的数据是（ ）.
a.NO2为0.4mol/L、O2为0.2mol/L b.NO2为0.25mol/L
c.NO为0.2mol/L、NO2为0.25mol/L d.NO为0.1mol/L

Answer 1

其实这是一个化学平衡和元素（准确说应该是原子数量）守恒叠加在一起的问题.按照化学平衡要求,三种成分必然同时存在；按照元素守恒,两种原子数量都不可改变.
未平衡时,N原子为0.3*1+0.1*0+0.2*1=0.5mol；O原子为0.3*1+0.1*2+0.2*2=0.9mol
a选项,两种物质中O原子数0.4*2+0.2*2=1.2mol>0.9mol,无论体系中还有没有其他物质,已经不符合元素守恒的要求；
b选项,NO2中N原子数0.25mol,以此推论,还应有0.25mol的NO；再考察O原子,氮氧化物中共含有0.25*（2+1）=0.75mol<0.9mol,此时体系中若再存在0.125mol的O2就完全满足要求,所以有这种可能；
c选项,两种物质中N原子数0.2+0.25=0.45mol<0.5mol,但按照平衡方程式,体系中不存在其他含氮的物质,所以违反了元素守恒要求；
d选项,NO中N原子数为0.1mol,推论,NO2应该为0.4mol,则这两种物质中O原子为0.1+0.4*2=0.9mol,体系中不含有O2,这是违反化学平衡的,所以不符合要求.
最终选择b