Question

已知NO₂和N₂O₄可以相互转化：2NO₂（g）fN₂O₄（g）△H＜0．现将一定量NO₂和N₂O₄的混合气体通入一个体积为2L的恒温密闭玻璃容器中，反应物浓度随时间变化关系如图．
（1）图中共有两条曲线X和Y，其中曲线

 

表示NO₂浓度随时间的变化；若在实现X、Y两条曲线变化过程中，共吸收22.76KJ的热量，则该反应的热化学方程式为

 

．
（2）0-15min，反应2NO₂（g）?N₂O₄（g）的平衡常数K（b）=

 

；比较N₂O₄在0-10min时平均反应速率v₁与25-30min时平均反应速率v₂的大小

 

．
（3）反应25min时，若只改变了某一个条件，使曲线发生如上图所示的变化，该条件可能是

 

（用文字表达）；其平衡常数K（d）

 

K（b）（填“＞”、“=”或“＜”）．
（4）若要达到使NO₂（g）的体积百分含量与d点相同的化学平衡状态，在25min时还可以采取的措施是

 

．
A．加入催化剂； B．缩小容器体积；  C．升高温度； D．加入一定量的N₂O₄．

Answer 1

考点：物质的量或浓度随时间的变化曲线,热化学方程式,化学平衡的影响因素

专题：化学反应中的能量变化,化学平衡专题

分析：（1）根据反应方程式2NO₂（g）?N₂O₄（g）可知，NO₂的浓度变化是N₂O₄浓度变化量的2倍，据此判断；根据X的浓度变化量，结合共吸收22.76KJ的热量，书写热化学方程式；
（2）根据平衡常数表达式来求解；根据平均速率求出N₂O₄在0-10min时平均反应速率v₁与25-30min时的大小然后比较其大小；
（3）25min时，X的浓度增大，Y的浓度不变，只能是增大X的浓度，d点与b点的温度相同，温度不变平衡常数不变；
（4）要达到使NO₂（g）的体积百分含量与d点相同的化学平衡状态，相当于增大压强，或者加入反应体系中的一种物质．

解答： 解：（1）由图可知10-25min平衡状态时，X表示的生成物的浓度变化量为（0.6-0.2）mol/L=0.4mol/L，Y表示的反应物的浓度变化量为（0.6-0.4）mol/L=0.2mol/L，X表示的生成物的浓度变化量是Y表示的反应物的浓度变化量的2倍，所以X表示NO₂浓度随时间的变化曲线，Y表示N₂O₄浓度随时间的变化曲线，而X的浓度的变化量为（0.7-0.2）mol/l=0.5mol/l，所以物质的量的变化量为：0.5mol/L×2L=1mol，所以热化学方程式中的反应热的值为：22.76KJ×2=45.52KJ，N₂O₄（g）?2NO₂（g），△H=+45.52kJ/mol，
故答案为：X；N₂O₄（g）?2NO₂（g），△H=+45.52kJ/mol；
（2）据图象变化和平衡浓度计算平衡常数，15ming时反应逆向进行，平衡状态c（NO₂）=0.6mol/L，c（N₂O₄）=0.4mol/L，2NO₂（g）?N₂O₄（g）的平衡常数K=

0.4

0.62

=

10

9

，v₁=

0.6-0.2

10

=0.04mol/（L?min），而v₂=

1-0.7

35-30

=0.06mol/（L?min），所以v₁＜v₂，故答案为：

10

9

；v₁＜v₂；
（3）25min时瞬间，X的浓度增大，Y的浓度不变，只能是增大X的浓度，d点与b点的温度相同，平衡常数只受温度影响，温度不变平衡常数不变，故K（d）=K（b），
故答案为：增大NO₂的浓度；=；
（4）要使达到使NO₂（g）的体积百分含量与d点相同的化学平衡状态，通过缩小容器体积来增大压强，或者加入反应体系中的一种物质，故选BD．

点评：本题考查平衡常数、平衡移动、平衡影响因素、化学平衡图象等，难度中等，图象问题解题步骤：（1）看懂图象：①看面（即弄清纵坐标与横坐标的意义）；②看线（即弄清线的走向和变化趋势）；③看点（即弄清起点、拐点、交点、终点的意义）；④看是否要作辅助线（如等温线、等压线）；⑤看定量图象中有关量的多少．（2）联想规律：联想外界条件的改变对化学反应速率和化学平衡的影响规律．