Question

已知：2NO₂（g）?N₂O₄（g）；△H＜0．在恒溫恒容條件下，將一定量NO₂和N₂O₄的混合氣體通入容積為2L的密閉容器中，反應過程中各物質的物質的量濃度c隨時間t的變化關系如圖所示．請回答：
（1）a點時，v_（正）

 

v_（逆）（填“＜”、“＞”或“=”），X線、Y線中代表N₂O₄的是

 

；
（2）反應在第10min達到平衡，則前10min內用NO₂表示的化學反應速率v（NO₂）=

 

mol?L^-1?min^-1．該溫度下，反應的平衡常數(shù)K=

 

（可用分數(shù)表示）；
（3）在第25分鐘，進行的操作是

 

；
（4）a、b、c、d四點對應的時刻，NO₂物質的量濃度由小到大的順序是

 

，再次平衡時的d點NO₂的體積分數(shù)比b點時

 

（填“大”、“小”或“相等”）；
（5）假如在第35分鐘從容器中移去0.4mol N₂O₄，并加入適當催化劑使反應在第40分鐘達到平衡，請在圖中畫出從第35分鐘以后兩種物質的物質的量濃度c隨時間t的變化關系，并標注所畫線條對應的物質．

Answer 1

考點：物質的量或濃度隨時間的變化曲線

專題：化學平衡專題

分析：（1）根據(jù)反應方程式2NO₂（g）N₂O₄（g）可知，NO₂的濃度變化是N₂O₄濃度變化量的2倍，據(jù)此結合圖象中物質濃度的變化量判斷；根據(jù)反應進行的方向判斷正速率與逆速率的相對大�。�
（2）根據(jù)v=

△c

t

計算v（NO₂）；反應在第10min達到平衡，根據(jù)圖象求出平衡時的濃度，再根據(jù)K的表達式求出K；
（3）由曲線看出25 min時，NO₂的濃度突然增大；
（4）開始時反應逆向進行，二氧化氮的濃度逐漸增大，第25分鐘充入二氧化氮，平衡正向移動，二氧化氮的濃度減��；該反應正方向為體積減小的方向，增大壓強平衡正移；
（5）在第35分鐘從容器中移去0.4mol N₂O₄，采用極限法，把N₂O₄全部轉化為NO₂，則相當于移去了0.8molNO₂，則平衡時的濃度與25min以前的平衡時的濃度相同，據(jù)此畫出曲線．

解答： 解：（1）由圖可知10-25min平衡狀態(tài)時，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表示的反應物的濃度變化量的2倍，所以X線表示NO₂濃度隨時間的變化曲線，Y線表示N₂O₄濃度隨時間的變化曲線；由圖可知，N₂O₄濃度逐漸減小，NO₂濃度逐漸增大，反應逆向進行，所以v_（正）＜v_（逆）；
故答案為：Y線；
（2）X表示NO₂濃度隨時間的變化曲線，Y表示N₂O₄濃度隨時間的變化曲線．由圖可知，前10min內，NO₂的濃度變化量為（0.6-0.2）mol/L=0.4mol/L，所以υ（NO₂）=

0.4mol/L

10min

=0.04mol?L^-1?min^-1；0～10min，反應2NO₂（g）?N₂O₄（g），v（NO₂）=0.6mol?L^-1，v（N₂O₄）=0.4mol?L^-1，則K=

c(N2O4)

c2(NO2)

=

0.4

0．62

=

10

9

，
故答案為：0.04；

10

9

；
（3）由曲線看出25 min時，NO₂的濃度突然增大，可知改變的條件為增大NO₂的濃度，即充入0.8molNO₂；
故答案為：充入0.8molNO₂；
（4）開始時反應逆向進行，二氧化氮的濃度逐漸增大，所以NO₂物質的量濃度b＞a，第25分鐘充入0.8molNO₂，二氧化氮的濃度突然增大，平衡正向移動，二氧化氮的濃度又減小，所以二氧化氮的濃度c＞d，綜上NO₂物質的量濃度由小到大的順序是：a＜b＜d＜c；該反應正方向為體積減小的方向，增大壓強平衡正移，25min時，增大二氧化氮的濃度，達到平衡狀態(tài)時壓強比原來平衡時的壓強增大了，所以平衡正向進行的程度比原平衡大，則二氧化氮的濃度比原來平衡時的濃度�。�
故答案為：a＜b＜d＜c；小；
（5）在第35分鐘從容器中移去0.4mol N₂O₄，采用極限法，把N₂O₄全部轉化為NO₂，則相當于移去了0.8molNO₂，則平衡時的濃度與25min以前的平衡時的濃度相同，即40min達到平衡時，c（NO₂）=0.6mol/L，c（N₂O₄）=0.4mol/L，據(jù)此作圖為：；
故答案為：．

點評：本題考查改變外界條件對化學反應速率及化學平衡的影響、化學平衡圖象、反應速率計算等，難度中等，側重于考查學生對化學平衡有關知識的綜合運用能力．