Question

已知NO₂和N₂O₄可以相互转化：2NO₂（ g ）?N₂O₄（g）△H＜0．现将一定量NO₂和N₂O₄的混合气体通入一定体积为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a、b、c、d四个点中，表示化学反应处于平衡状态的点是

 

．
（2）①前10min内用NO₂表示的化学反应速率v（NO₂）=

 

mol/（L?min）．
②15min时，反应2NO₂（g）?N₂O₄（g）在b点的浓度平衡常数K（b）=

 

（请带单位表示）．
③在25min时引起浓度发生变化的原因是

 

．
④35min时，反应2NO₂（g）?N₂O₄（g）在d点的浓度平衡常数K（d）

 

K（b）（填“＞”、“=”或“＜”）．
（3）若在35min时，保持温度不变，快速缩小玻璃容器的体积至1L，气体的颜色变化过程是

 

．

Answer 1

考点：物质的量或浓度随时间的变化曲线,化学平衡的计算

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，据此结合图象中物质浓度的变化量判断；
物质的浓度不发生变化时表示化学反应处于平衡状态，根据图象判断处于平衡状态的点；
（2）①根据v=

△c

△t

计算v（NO₂）；
②0～15min，根据图象求出平衡时的浓度，再根据K的表达式求出K；
③由曲线看出25 min时，NO₂的浓度突然增大；
④温度不变，化学平衡常数不变；
（3）气体的颜色与浓度成比例，浓度越大，颜色越深．

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；
由图可知，10-25min及30min之后X、Y的物质的量不发生变化，则相应时间段内的点处于化学平衡状态，故b、d处于化学平衡状态，
故答案为：X；bd；
（2）①X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．由图可知，前10min内，NO₂的浓度变化量为（0.6-0.2）mol/L=0.4mol/L，所以υ（NO₂）=

0.4mol/L

10min

=0.04mol?L^-1?min^-1，故答案为：0.04；
②0～15min，反应2NO₂（g）?N₂O₄（g），v（NO₂）=0.6mol?L^-1，v（N₂O₄）=0.4mol?L^-1，则K=

v(N 2O4)

v2(NO2)

=

0.4

0．62

=

10

9

，故答案为：

10

9

；
③由曲线看出25 min时，NO₂的浓度突然从0.6mol?L^-1增大到1.0mol?L^-1，可知改变的条件为加入了0.8molNO₂，故答案为：加入了0.8molNO₂；
④由于在25 min时温度不变，只是增加了二氧化氮的浓度，所以化学平衡常数不变，故答案为：=；
（4）若在35min时，保持温度不变，快速缩小玻璃容器的体积至1L，则平衡正向移动，容器中二氧化氮的浓度先变大后在变大的基础上有所减小，但比压缩前大，所以容器中颜色变化为先变深后变浅，但最后比压缩前要深，
故答案为：先变深后变浅，但最后比压缩前要深．

点评：本题考查改变外界条件对化学反应速率及化学平衡的影响、化学平衡图象、反应速率计算等，难度中等．