Question

6．已知NO₂和N₂O₄可以相互轉(zhuǎn)化：2NO₂（g）?N₂O₄（g）△H＜0．現(xiàn)將一定量NO₂和N₂O₄的混合氣體通入一體積為 2L的恒溫密閉玻璃容器中，反應(yīng)物濃度隨時(shí)間變化關(guān)系如圖．

①圖中共有兩條曲線X和Y，其中曲線X表示NO₂濃度隨時(shí)間的變化．下列不能說明該反應(yīng)已達(dá)到平衡狀態(tài)的是B．
A．容器內(nèi)混合氣體的壓強(qiáng)不隨時(shí)間變化而改變
B．容器內(nèi)混合氣體的密度不隨時(shí)間變化而改變
C．容器內(nèi)混合氣體的顏色不隨時(shí)間變化而改變
D．容器內(nèi)混合氣體的平均分子量不隨時(shí)間變化而改變
②前10min內(nèi)用NO₂表示的化學(xué)反應(yīng)速率v（NO₂）=0.04mol/（L•min）．
③反應(yīng)25min時(shí)，若只改變了某一個(gè)條件，使曲線發(fā)生如上圖所示的變化，該條件可能是加入0.8molNO₂（用文字表達(dá)）；其平衡常數(shù) K（d）=K（b）（填“＞”、“=”或“＜”）．

Answer 1

分析 ①根據(jù)反應(yīng)方程式2NO₂（g）?N₂O₄（g）可知，NO₂的濃度變化是N₂O₄濃度變化量的2倍，據(jù)此結(jié)合圖象中物質(zhì)濃度的變化量判斷；
可逆反應(yīng)到達(dá)平衡時(shí)，各物質(zhì)的濃度不發(fā)生變化；
可逆反應(yīng)到達(dá)平衡時(shí)，同種物質(zhì)的正逆速率相等且保持不變，各組分的濃度、含量保持不變，由此衍生的其它一些量不變，判斷平衡的物理量應(yīng)隨反應(yīng)進(jìn)行發(fā)生變化，該物理量由變化到不再變化說明到達(dá)平衡；
②①根據(jù)v=$\frac{△C}{△t}$計(jì)算v（NO₂）；
③25min時(shí)，X的濃度增大，Y的濃度不變，只能是增大X的濃度，根據(jù)瞬間濃度變化計(jì)算加入二氧化氮的物質(zhì)的量；d點(diǎn)與b點(diǎn)的溫度相同，溫度不變平衡常數(shù)不變．

解答 解：①由圖可知10-25min平衡狀態(tài)時(shí)，X表示的生成物的濃度變化量為（0.6-0.2）mol/L=0.4mol/L，Y表示的反應(yīng)物的濃度變化量為（0.6-0.4）mol/L=0.2mol/L，X表示的生成物的濃度變化量是Y表示的反應(yīng)物的濃度變化量的2倍，所以X表示NO₂濃度隨時(shí)間的變化曲線，Y表示N₂O₄濃度隨時(shí)間的變化曲線；
A．隨反應(yīng)進(jìn)行混合氣體物質(zhì)的量增大，恒溫恒容下壓強(qiáng)增大，容器內(nèi)混合氣體的壓強(qiáng)不隨時(shí)間變化而改變，說明反應(yīng)到達(dá)平衡，故A正確；
B．混合氣體總質(zhì)量不變，容器容積不變，容器內(nèi)混合氣體的密度為定值，故B錯(cuò)誤；
C．容器內(nèi)混合氣體的顏色不隨時(shí)間變化而改變，說明二氧化氮的濃度不變，反應(yīng)到達(dá)平衡，故C正確；
D．混合氣體總質(zhì)量不變，隨反應(yīng)進(jìn)行混合氣體物質(zhì)的量增大，平均相對(duì)分子質(zhì)量減小，當(dāng)容器內(nèi)混合氣體的平均相對(duì)分子質(zhì)量不隨時(shí)間變化而改變，說明反應(yīng)到達(dá)平衡，故D正確；
故答案為：X；B；
②X表示NO₂濃度隨時(shí)間的變化曲線，Y表示N₂O₄濃度隨時(shí)間的變化曲線．由圖可知，前10min內(nèi)，NO₂的濃度變化量為（0.6-0.2）mol/L=0.4mol/L，所以υ（NO₂）=$\frac{0.4mol/L}{10min}$=0.04mol•L^-1•min^-1，
故答案為：0.04；
③25min時(shí)，X的濃度增大，Y的濃度不變，只能是增大X的濃度，即增大NO₂ 的濃度，加入二氧化氮的物質(zhì)的量為2L×（1-0.6）mOl/L=0.8mol，即加入0.8molNO₂，d點(diǎn)與b點(diǎn)的溫度相同，平衡常數(shù)只受溫度影響，溫度不變平衡常數(shù)不變，故K（d）=K（b），
故答案為：加入0.8molNO₂；=．

點(diǎn)評(píng) 本題考查改變外界條件對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率及化學(xué)平衡的影響、化學(xué)平衡圖象、反應(yīng)速率計(jì)算等，明確圖象含義，熟悉化學(xué)平衡理論是解題關(guān)鍵，題目難度中等．