Question

【题目】将一定量NO2和N2O4的混合气体通入体积为1 L的恒温密闭容器中，各物质浓度随时间变化的关系如图所示。

(1)计算该反应的平衡常数K＝____。反应进行到20 min时，再向容器内充入一定量NO2,10 min后达到新的平衡，此时测得c(NO2)＝0.9 mol·L－1。

(2)第一次平衡时混合气体中NO2的体积分数为w1，达到新平衡后混合气体中NO2的体积分数为w2，则w1___w2(填“>”、“＝”或“<”)。

(3)请在下图中画出20 min后各物质的浓度随时间变化的曲线___ (曲线上必须标出“X”和“Y”)。

Answer 1

【答案】0.9 >

【解析】

由图1可知，X、Y的浓度变化量之比为2：1，则X为NO2、Y为N2O4，发生反应：N2O4（g）2NO2（g）．

（1）平衡时c（NO2）=0.6mol·L－1、c（N2O4）=0.4mol·L－1，代入K=计算；

（2）恒温恒容下，再充入一定量NO2，等效为增大压强，平衡逆向移动；

（3）20min时瞬间c（NO2）增大，c（N2O4）不变，而后平衡向逆反应方向移动，c（NO2）减小，c（N2O4）增大，10min后达到新的平衡，此时测得c（NO2）=0.9mol·L－1，根据平衡常数计算平衡时c（N2O4），据此作图。

（1）平衡时c（NO2）=0.6mol·L－1、c（N2O4）=0.4mol·L－1，代入K===0.9；

（2）恒温恒容下，再充入一定量NO2，等效为增大压强，平衡逆向移动，新平衡后混合气体中NO2的体积分数减小，故W1＞W2；

（3）20min时瞬间c（NO2）增大，c（N2O4）不变，而后平衡向逆反应方向移动，c（NO2）减小，c（N2O4）增大，10min后达到新的平衡，此时测得c（NO2）=0.9mol·L－1，由于K===0.9，则平衡时c（N2O4）=mol·L－1=0.9mol·L－1，而X为NO2、Y为N2O4，20min后各物质的浓度随时间变化的曲线为：。