Question

如图，一定温度下，分别往容积均为 5L 的甲（恒压容器）、乙（恒容容器）中加入 0.5mol无色的N₂O₄气体，立即出现红棕色．当反应进行到 2s时，测得乙容器中N₂O₄的浓度为 0.09mol?L-1．经过 60s，乙容器中的反应达到平衡．（反应过程中两个容器的温度均保持恒定）
（1）容器中气体出现红棕色的原因（用化学方程式表示）是：

N₂O₄?2NO₂

．
（2）前 2s内乙容器中以N₂O₄的浓度变化表示的反应速率为

0.005mol/L?s

．
（3）达到平衡时，甲容器中反应所需的时间

大于

   60s（填“大于”、“小于”或“等于”，以下同）；容器内N₂O₄的浓度甲

小于

    乙；反应过程中吸收的能量甲

小于

    乙．

Answer 1

分析：（1）N₂O₄气体发生反应生成NO₂，NO₂气体是红棕色气体；
（2）依据化学反应速率的概念结合N₂O₄气体单位时间内的浓度变化计算；
（3）甲始终恒压，反应慢，进行的程度大，时间长，吸收能量多，而乙恒容，压强增大，反应快，进行程度小，时间短，吸收能量少．

解答：解：（1）容器中气体出现红棕色的原因是因为N₂O₄气体发生反应生成NO₂，NO₂气体是红棕色气体；反应的化学方程式为N₂O₄?2NO₂，故答案为：N₂O₄?2NO₂；
（2）化学反应速率是用单位时间内物质浓度的变化计算，开始N₂O₄的浓度为0.1mol/L；反应2s后浓度变为0.09mol/L，前 2s内乙容器中以N₂O₄的浓度变化表示的反应速率为：v=

△C

△t

=

0.1mol/L-0.09mol/L

2s

=0.005mol/L?s，故答案为：0.005mol/L?s；
（3）达到平衡时，甲容器是恒温恒压容器，反应慢，进行的程度大，时间长，乙容器是恒温恒容，压强增大，反应快，进行程度小，时间短，甲容器中反应所需的时间大于乙容器；容器内N₂O₄的浓度甲小于乙；反应过程中吸收的能量甲小于乙，故答案为：大于；小于；小于．

点评：本题考查了化学反应速率的计算判断，主要是恒温恒压容器，恒温恒容容器中反应的变化和反应快慢，理解恒压条件是解题关键，题目难度中等．