Question

【题目】一直反应：2NO2（红棕色）N2O4（无色） △H＜0，在100℃时，将0.40mol NO2气体充入2L密闭容器中，每隔一段时间对该容器的物质进行测量，得到的数据如下表：

时间/s n/mol	0	20	40	60	80	100
n(NO2)	0.40	a	0.26	c	d	e
n(N2O4)	0.00	0.05	b	0.08	0.08	0.08

（1）a、b、c、d、e中属于平衡状态的是_____________，100s后降低反应混合物的温度，混合气体的颜色_________（填“变浅”、“变深”或“不变”）。

（2）20~40s内，v(NO2)=__________mol/(L·s)，100℃时该反应的平衡常数K =_____________。

（3）将一定量的NO2充入密闭注射器中，图是在拉伸和压缩注射器的过程中气体透光率随时间的变化（气体颜色越深，透光率越小）。下列说法正确的是______________

A.b点的操作是压缩注射器

B.c点与a点相比，c(NO2)增大，c(N2O4)减小

C.若密闭注射器为绝热容器，则T(b)＞T(c)

D.d点时v（正）＞v（逆）

（4）能说明反应2NO2（红棕色）N2O4（无色）达平衡的是_________

A. 体系的颜色不变

B. 恒容条件下，气体的额密度不变

C. 2v正（NO2）=v逆（N2O4）/p>

D. 混合气体的平均摩尔质量不变

（5）100℃时，容器中物质的量的变化曲线如图，请画出80℃时物质的量的变化曲线并进行适当标注。______

Answer 1

【答案】cde 变浅 0.001 2.78 A AD

【解析】

（1）根据图表中的信息可知，60s后N2O4浓度不再发生变化，则 NO2的浓度也不再发生变化，即达到化学平衡，100s之后，降低温度，平衡正向移动，从而判断出气体颜色的变化；

（2）根据物质的量变化之比等于计量数之比，算出b的值，利用速率公式得到v(NO2)，60min达到平衡，利用平衡浓度算出平衡常数K；

（3）该反应是正反应气体体积减小的放热反应，压强增大平衡虽正向移动，但二氧化氮浓度增大，混合气体颜色变深，压强减小平衡逆向移动，但二氧化氮浓度减小，混合气体颜色变浅，据图分析，b点开始是压缩注射器的过程，气体颜色变深，透光率变小，c点后的拐点是拉伸注射器的过程，气体颜色变浅，透光率增大，据此分析；

（4）可逆反应达到平衡状态时，各物质的物质的量、物质的量浓度、百分含量以及由此引起的一系列物理量不变；

（5）降低温度，反应速率减慢，达到平衡的时间变长；△H＜0，降低温度，反应正向移动，NO2的物质的量减小，故图像为；

（1）n(NO2)= 0.40mol-0.26mol=0.14mol，则n(N2O4)=n(NO2)=0.07mol，则根据表格N2O4的物质的量变化可知，60s时反应达到平衡状态，则a、b、c、d、e中属于平衡状态的是cde；由于△H＜0，100s后降低反应混合物的温度，反应向正向移动，容器中混合气体的颜色由红棕色逐渐变浅，

故答案为：cde；变浅；

（2）△t=40s-20s=20s，0~20s内，n(N2O4)=0.05mol，则n(NO2)=2n(N2O4)=0.1mol，故20s时n(NO2)=a=0.4-0.1=0.3mol，20~40s内n(NO2)=0.3-0.26=0.04mol，c(NO2)===0.02mol/L，v(NO2)=== 0.001mol/(L·s)；

由(1)可得，反应60s达到平衡，0~60s时，n(N2O4)=0.08mol，则n(NO2)=2n(N2O4)=0.16mol，故60s时n(NO2)=c=0.4-0.16=0.24mol，故100℃时该反应的平衡常数K =，≈2.78，

故答案为：0.001；2.78；

（3）A. 从b点到c的过程中透光率减小，说明NO2的浓度增加，因此是压缩注射器，压缩使容器压强增大，因此平衡正向移动，故A正确；

B. c点是压缩注射器后的情况，二氧化氮和四氧化二氮的浓度都增大，故B错误；

C. b点开始是压缩注射器的过程，平衡正向移动，反应放热，导致T(b)<T(c)，故C错误；

D. c点后的拐点是拉伸注射器的过程，d点是平衡向气体体积增大的逆向移动过程，所以v(逆)>v(正)，故D错误；

故答案选A；

（4）A.容器内气体颜色不再发生变化时，二氧化氮浓度不变，反应达到平衡状态，故A正确；

B.反应前后气体总质量不变，容器体积不变，则容器内气体密度始终不变，不能据此判断平衡状态，故B错误；

C.v(NO2)正=2v(N2O4)逆时反应达到平衡状态，则2v(NO2)正=v(N2O4)逆时该反应没有达到平衡状态C，故C错误；

D. 混合气体的平均摩尔质量=气体物质的总质量/气体的总物质的量；气体物质的总质量是一个定值，气体的总物质的量是一个变值，故混合气体的平均摩尔质量不变，化学反应达到平衡，故D正确；

故答案选AD；

（5）降低温度，反应速率减慢，达到平衡的时间变长；△H＜0，降低温度，反应正向移动，NO2的物质的量减小，故图像为，

故答案为：。