Question

2．已知N₂O₄和NO₂可以相互轉(zhuǎn)化：2NO₂（g）?N₂O_4（g）△H＜0現(xiàn)將一定量N₂O₄和NO₂的混合氣體通入體積為2L的恒溫密閉玻璃容器中，發(fā)生反應(yīng)，各物質(zhì)濃度隨時(shí)間變化關(guān)系如圖：

（1）圖中曲線Y（填“X”或“Y”）表示c（N₂O₄）隨時(shí)間的變化．
（2）從起點(diǎn)開始首次達(dá)到平衡時(shí)，以NO₂表示的反應(yīng)速率為0.04mol/（L•min）．
（3）圖中b點(diǎn)的平衡常數(shù)K的值為0.9．
（4）其他條件不變，若起始時(shí)向該容器中通入0.4molN₂O₄和0.2molNO₂，則v_正＞v_逆（填“＞”、“=”或“＜”）；若升溫該反應(yīng)的平衡常數(shù)K增大（填“增大”、“減小”或“不變”），判斷理由是N₂O₄分解為NO₂是吸熱反應(yīng)，溫度升高，平衡右移，平衡常數(shù)增大．
（5）25min時(shí)，改變的外界條件是增大NO₂的濃度，圖象中a、b、c、d四點(diǎn)中v_正=v_逆地的點(diǎn)是bd，四點(diǎn)中c點(diǎn)體系顏色最深．

Answer 1

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；
（2）根據(jù)v=$\frac{△c}{△t}$計(jì)算v（NO₂）；
（3）NO₂的濃度變化是N₂O₄濃度變化量的2倍，0～15min，二氧化氮濃度增大，四氧化二氮濃度減小，平衡逆向進(jìn)行，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；
（4）計(jì)算此時(shí)的濃度商Q和平衡常數(shù)比較判斷反應(yīng)進(jìn)行的方向，反應(yīng)為N₂O₄（g）?2NO₂（g），△H＞0，升溫平衡正向進(jìn)行，平衡常數(shù)增大；
（5）25min時(shí)二氧化氮濃度急劇增大，此時(shí)四氧化二氮濃度不變，隨反應(yīng)進(jìn)行二氧化氮濃度進(jìn)行，四氧化二氮濃度增大，平衡逆向進(jìn)行，圖象可知二氧化氮濃度最大的點(diǎn)氣體顏色最深．

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，Y表示N₂O₄濃度隨時(shí)間的變化曲線，
故答案為：Y；
（2）X表示NO₂濃度隨時(shí)間的變化曲線，Y表示N₂O₄濃度隨時(shí)間的變化曲線．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）=$\frac{0.4mol/L}{10min}$=0.04mol•L^-1•min^-1，
故答案為：0.04mol/（L•min）；
（3）NO₂的濃度變化是N₂O₄濃度變化量的2倍，b點(diǎn)0～15min，反應(yīng)N₂O₄（g）?2NO₂（g），平衡濃度為c（NO₂）=0.6mol•L^-1，c（N₂O₄）=0.4mol•L^-1，則K=$\frac{{c}^{2}（N{O}_{2}）}{c（{N}_{2}{O}_{4}）}$=$\frac{0．{6}^{2}}{0.4}$=0.9，故答案為：0.9；
（4）其他條件不變，若起始時(shí)向該容器中通入0.4mol N₂O₄和0.2mol NO₂，NO₂濃度為0.1mol/L，N₂O₄濃度為0.2mol/L，Qc=$\frac{0．{1}^{2}}{0.2}$=0.05＜K=0.9，則平衡正向進(jìn)行，則v_正＞v_逆，反應(yīng)進(jìn)行的方向是吸熱反應(yīng)方向，若升溫平衡正向進(jìn)行，該反應(yīng)的平衡常數(shù)K增大，
故答案為：＞；增大；N₂O₄分解為NO₂是吸熱反應(yīng)，溫度升高，平衡右移，平衡常數(shù)增大；
（5）25min時(shí)二氧化氮濃度急劇增大，此時(shí)四氧化二氮濃度不變，隨反應(yīng)進(jìn)行二氧化氮濃度進(jìn)行，四氧化二氮濃度增大，平衡逆向進(jìn)行，所以改變的條件是增大二氧化氮的濃度，圖象中a、b、c、d四點(diǎn)中v_正=v_逆地的點(diǎn)是bd，圖象可知二氧化氮濃度最大的點(diǎn)氣體顏色最深，c點(diǎn)的二氧化氮濃度最大，顏色最深，
故答案為：增大NO₂的濃度；bd；c．

點(diǎn)評 本題考查了化學(xué)平衡狀態(tài)、化學(xué)反應(yīng)速率的計(jì)算和影響因素分析判斷，主要是反應(yīng)進(jìn)行方向和氣體顏色變化的判斷，題目難度中等．