Question

（1）如图1所示，烧杯甲中盛放100mL 6mol?L^-1的HCl溶液，烧杯乙中盛放100mL冷水，现向烧杯甲的溶液中放入NaOH固体，同时向烧杯乙中放入NH₄NO₃固体，搅拌使之溶解．
A瓶中气体颜色变深，B瓶气体颜色变浅，理由是：

 

（2）在恒温条件下将一定量NO₂和N₂O₄的混合气体通入一容积为2L的密闭容器中，反应物浓度随时间变化关系如图2

①图中的两条曲线，表示NO₂浓度随时间的变化曲线

 

②前10min内用υ（N₂O₄） 表示的化学反应速率为

 

③25min时，NO₂转变为N₂O₄的反应速率增大，其原因是

 

④15min时的平衡常数为

 

，35min时的平衡常数为

 

．
⑤在一定容积的密闭容器中，不能说明2NO₂（g）?N₂O₄（g）达到平衡状态的是

 

A．容器的压强不再变化
B．容器的颜色不再变化
C．混合气体的平均相对分子质量不再变化
D．混合气体的密度不再变化
E．υ（NO₂）=2υ（N₂O₄）F．c（NO₂）=2c（N₂O₄）

Answer 1

考点：物质的量或浓度随时间的变化曲线,化学平衡的影响因素,化学平衡状态的判断

专题：

分析：（1）根据温度对化学平衡的影响分析，氢氧化钠溶解和盐酸中和反应都使溶液温度升高，硝酸铵溶解溶液温度降低，2NO₂（g）?N₂O₄（g）△H＜0，依据化学平衡移动原理分析，升温平衡向吸热方向进行，降温平衡向放热反应方向进行，二氧化氮是红棕色气体，四氧化二氮是无色气体；
（2）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；
②根据曲线数据及反应速率的表达式计算出前10min内用υ（N₂O₄） 表示的化学反应速率；
③根据影响化学平衡的元素及图象中曲线变化判断；
④根据平衡常数表达式及图象中曲线变化计算出15min时该反应的平衡常数；35min时的平衡常数与15min时的平衡常数相同；
⑤反应达到平衡状态，正反应速率相等，各组分的浓度不再变化，如：二氧化氮为有色气体，气体颜色不变，说明达到平衡状态，据此进行解答．

解答： 解：（1）因NaOH溶于水以及与NaOH与HCl的反应都是放热反应，所以烧杯甲的溶液的温度升高，温度升高，平衡2NO₂（g）?N₂O₄（g）△H＜0向吸热方向移动，即逆反应方向移动，NO₂浓度增大，颜色加深；因NH₄NO₃溶于水是吸热的，使体系温度降低，使平衡2NO₂（g）?N₂O₄（g）△H＜0向放热热方向移动，即反应方向移动，NO₂浓度减小，颜色变浅，
故答案为：因为2NO₂（g）?N₂O₄（g）△H＜0，NaOH中和HCl时要放热，平衡向左移动，NO₂浓度增大，颜色加深；NH₄NO₃溶解吸热，温度降低，平衡向右移动，NO₂浓度减小，气体颜色变浅；
（2）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，
故答案为：X；
②X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，N₂O₄的浓度变化量为（0.6-0.4）mol/L=0.2mol/L，所以υ（N₂O₄）=

0.2mol/L

10min

=0.02 mol/（L?min），
故答案为：0.02 mol/（L?min）；
③25min时，瞬间二氧化氮的浓度增大而四氧化二氮的浓度不变，说明在容器内增加了二氧化氮，
故答案为：在容器中添加了NO₂；     
④15min时，反应N₂O₄（g）?2NO₂（g），v（NO₂）=0.6mol?L^-1，v（N₂O₄）=0.4mol?L^-1，则K=

0．62

0.4

=0.9；从15min到35min的过程中，温度没有变化，则平衡常数不变，仍然为0.9，
故答案为：0.9；0.9；  
⑤A．该反应是气体体积缩小的反应，容器的压强不再变化，说明正逆反应速率相等，达到平衡状态，故A错误；
B．反应体系中只有二氧化氮为有色气体，当容器的颜色不再变化，说明各组分浓度不再变化，达到平衡状态，故B错误；
C．该反应是气体体积缩小的反应，反应过程中气体的物质的量逐渐减小，气体的质量不变，则混合气体的平均摩尔质量逐渐增大，当混合气体的平均相对分子质量不再变化时，说明达到平衡状态，故C正确；
D．容器容积不变、气体质量不变，则混合气体的密度始终不变，密度不变无法判断是否达到平衡状态，故D正确；
E．υ（NO₂）=2υ（N₂O₄），没有指出正逆反应速率，无法判断正逆反应速率是否相等，故E正确；
F．c（NO₂）=2c（N₂O₄），无法判断各组分浓度是否不再变化，则无法判断是否达到平衡状态，故F正确；
故答案为：DEF．

点评：本题考查了物质的量浓度随时间变化的曲线、化学平衡状态的判断、化学平衡的影响因素等知识，题目难度中等，注意掌握影响化学平衡的因素，明确判断平衡状态的方法，试题培养了学生灵活应用基础知识的能力．