Question

已知NO₂和N₂O₄可以相互轉(zhuǎn)化：2NO₂（ g ）?N₂O₄（g）△H＜0．現(xiàn)將一定量NO₂和N₂O₄的混合氣體通入一定體積為2L的恒溫密閉玻璃容器中，反應(yīng)物濃度隨時(shí)間變化關(guān)系如圖．
（1）圖中共有兩條曲線(xiàn)X和Y，其中曲線(xiàn)

 

表示NO₂濃度隨時(shí)間的變化a、b、c、d四個(gè)點(diǎn)中，表示化學(xué)反應(yīng)處于平衡狀態(tài)的點(diǎn)是

 

．
（2）①前10min內(nèi)用NO₂表示的化學(xué)反應(yīng)速率v（NO₂）=

 

mol/（L?min）．
②15min時(shí)，反應(yīng)2NO₂（g）?N₂O₄（g）在b點(diǎn)的濃度平衡常數(shù)K（b）=

 

（請(qǐng)帶單位表示）．
③在25min時(shí)引起濃度發(fā)生變化的原因是

 

．
④35min時(shí)，反應(yīng)2NO₂（g）?N₂O₄（g）在d點(diǎn)的濃度平衡常數(shù)K（d）

 

K（b）（填“＞”、“=”或“＜”）．
（3）若在35min時(shí)，保持溫度不變，快速縮小玻璃容器的體積至1L，氣體的顏色變化過(guò)程是

 

．

Answer 1

考點(diǎn)：物質(zhì)的量或濃度隨時(shí)間的變化曲線(xiàn),化學(xué)平衡的計(jì)算

專(zhuān)題：

分析：（1）根據(jù)反應(yīng)方程式2NO₂（g）N₂O₄（g）可知，NO₂的濃度變化是N₂O₄濃度變化量的2倍，據(jù)此結(jié)合圖象中物質(zhì)濃度的變化量判斷；
物質(zhì)的濃度不發(fā)生變化時(shí)表示化學(xué)反應(yīng)處于平衡狀態(tài)，根據(jù)圖象判斷處于平衡狀態(tài)的點(diǎn)；
（2）①根據(jù)v=

△c

△t

計(jì)算v（NO₂）；
②0～15min，根據(jù)圖象求出平衡時(shí)的濃度，再根據(jù)K的表達(dá)式求出K；
③由曲線(xiàn)看出25 min時(shí)，NO₂的濃度突然增大；
④溫度不變，化學(xué)平衡常數(shù)不變；
（3）氣體的顏色與濃度成比例，濃度越大，顏色越深．

解答： 解：（1）由圖可知10-25min平衡狀態(tài)時(shí)，X表示的生成物的濃度變化量為（0.6-0.2）mol/L=0.4mol/L，Y表示的反應(yīng)物的濃度變化量為（0.6-0.4）mol/L=0.2mol/L，X表示的生成物的濃度變化量是Y表示的反應(yīng)物的濃度變化量的2倍，所以X表示NO₂濃度隨時(shí)間的變化曲線(xiàn)，Y表示N₂O₄濃度隨時(shí)間的變化曲線(xiàn)；
由圖可知，10-25min及30min之后X、Y的物質(zhì)的量不發(fā)生變化，則相應(yīng)時(shí)間段內(nèi)的點(diǎn)處于化學(xué)平衡狀態(tài)，故b、d處于化學(xué)平衡狀態(tài)，
故答案為：X；bd；
（2）①X表示NO₂濃度隨時(shí)間的變化曲線(xiàn)，Y表示N₂O₄濃度隨時(shí)間的變化曲線(xiàn)．由圖可知，前10min內(nèi)，NO₂的濃度變化量為（0.6-0.2）mol/L=0.4mol/L，所以υ（NO₂）=

0.4mol/L

10min

=0.04mol?L^-1?min^-1，故答案為：0.04；
②0～15min，反應(yīng)2NO₂（g）?N₂O₄（g），v（NO₂）=0.6mol?L^-1，v（N₂O₄）=0.4mol?L^-1，則K=

v(N 2O4)

v2(NO2)

=

0.4

0．62

=

10

9

，故答案為：

10

9

；
③由曲線(xiàn)看出25 min時(shí)，NO₂的濃度突然從0.6mol?L^-1增大到1.0mol?L^-1，可知改變的條件為加入了0.8molNO₂，故答案為：加入了0.8molNO₂；
④由于在25 min時(shí)溫度不變，只是增加了二氧化氮的濃度，所以化學(xué)平衡常數(shù)不變，故答案為：=；
（4）若在35min時(shí)，保持溫度不變，快速縮小玻璃容器的體積至1L，則平衡正向移動(dòng)，容器中二氧化氮的濃度先變大后在變大的基礎(chǔ)上有所減小，但比壓縮前大，所以容器中顏色變化為先變深后變淺，但最后比壓縮前要深，
故答案為：先變深后變淺，但最后比壓縮前要深．

點(diǎn)評(píng)：本題考查改變外界條件對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率及化學(xué)平衡的影響、化學(xué)平衡圖象、反應(yīng)速率計(jì)算等，難度中等．