Question

11．已知NO₂與N₂O₄相互轉(zhuǎn)化：2NO₂（g）?N₂O₄（g）；△H=-24.2kJ/mol
在恒溫下，將一定量NO₂和N₂O₄（g）的混合氣體充入體積為2L的密閉容器中，其中物質(zhì)的濃度隨時間變化的關(guān)系如圖．下列推理分析合理的是（　　）

• A． a，b，c，d四點中c_正與v_逆均相等
• B． 反應(yīng)進(jìn)行到10min時，體系吸收的熱量為9.68kJ
• C． 前10min內(nèi)，用v（NO₂）表示的該反應(yīng)速率為0.02mol/L•min
• D． 25min時，導(dǎo)致平衡移動的原因是升溫

Answer 1

分析 由圖可知10-25min平衡狀態(tài)時，bd點所在曲線的濃度增加量為（0.6-0.2）mol/L=0.4mol/L，c點所在曲線的濃度減少量為（0.6-0.4）mol/L=0.2mol/L，bd點所在曲線表示的生成物的濃度變化量是c點所在曲線表示的反應(yīng)物的濃度變化量的2倍，所以bd點所在曲線表示NO₂濃度隨時間的變化曲線，c點所在曲線表示N₂O₄濃度隨時間的變化曲線；反應(yīng)時NO₂濃度增大，N₂O₄濃度減小，說明反應(yīng)逆向進(jìn)行，
A．物質(zhì)的濃度不發(fā)生變化時表示化學(xué)反應(yīng)處于平衡狀態(tài)；
B．根據(jù)反應(yīng)中物質(zhì)的量之比等于熱量比來計算；
C．由圖象可知，10 min內(nèi)用NO₂的濃度變化量為（0.6-0.2）mol/L=0.4mol/L，根據(jù)v=$\frac{△c}{△t}$計算v（NO₂）；
D.25min時，X的濃度增大，Y的濃度不變，只能是增大X的濃度．

解答 解：由圖可知10-25min平衡狀態(tài)時，bd點所在曲線的濃度增加量為（0.6-0.2）mol/L=0.4mol/L，c點所在曲線的濃度減少量為（0.6-0.4）mol/L=0.2mol/L，bd點所在曲線表示的生成物的濃度變化量是c點所在曲線表示的反應(yīng)物的濃度變化量的2倍，所以bd點所在曲線表示NO₂濃度隨時間的變化曲線，c點所在曲線表示N₂O₄濃度隨時間的變化曲線；反應(yīng)時NO₂濃度增大，N₂O₄濃度減小，說明反應(yīng)逆向進(jìn)行，
A．由圖可知，10-25min及35min之后NO₂和N₂O₄的物質(zhì)的量不發(fā)生變化，則相應(yīng)時間段內(nèi)的點處于化學(xué)平衡狀態(tài)，即b、d處于化學(xué)平衡狀態(tài)，故A錯誤；
B．由圖可知10-25min平衡狀態(tài)時，反應(yīng)消耗的N₂O₄濃度為0.2mol/L，則其物質(zhì)的量為0.2mol/L×2L=0.4mol，反應(yīng)逆向進(jìn)行，要吸收熱量，則反應(yīng)吸收的熱量為0.4mol×24.2kJ/mol=9.68kJ，故B正確；
C．由圖象可知，10 min內(nèi)用NO₂的濃度變化量為（0.6-0.2）mol/L=0.4mol/L，故v（NO₂）=$\frac{0.4moL/L}{10min}$=0.04mol/（L•min），故C錯誤；
D.25min時，X的濃度增大，Y的濃度不變，只能是增大X的濃度，所以曲線發(fā)生變化的原因是增加NO₂濃度，故D錯誤；
故選B．

點評 本題考查化學(xué)反應(yīng)速率及化學(xué)平衡圖象，題目難度中等，注意明確曲線的變化趨勢，正確判斷外界條件對平衡移動的影響，明確圖象中縱橫坐標(biāo)及點、線、面的意義，試題培養(yǎng)了學(xué)生的分析能力及化學(xué)計算能力．