Question

已知NO₂和N₂O₄可以相互轉化：2NO₂（g）?N₂O₄（g）△H＜0．現將一定量NO₂和N₂O₄的混合氣體通入體積為2 L的恒溫密閉容器中，反應物濃度隨時間變化關系如圖所示．
（1）圖中共有兩條曲線X和Y，其中表示NO₂濃度隨時間變化的曲線是

X

；a、b、c、d四個點中，表示化學反應處于平衡狀態的點是

b、d

．
（2）①前10min內用NO₂表示的化學反應速率v（NO₂）=

0.04

mol?L^-1?min^-1．
②反應2NO₂（g）?N₂O₄（g）在b點的平衡常數K（b）=

10

9

．
③反應2NO₂（g）?N₂O₄（g）在d點的平衡常數K（d）與b點的平衡常數K（b）的關系：K（d）

=

K（b）（填“＞”、“=”或“＜”）．
（3）①據圖分析，在25min時采取的措施是

C

（填序號）．
A．加入催化劑         B．縮小容器體積
C．加入一定量的NO₂   D．加入一定量的N₂O₄
②若在35min時，保持溫度不變，快速縮小容器的體積至1L，氣體的顏色變化過程是

先變深后變淺，但比原平衡顏色深

．

Answer 1

分析：（1）根據反應方程式2NO₂（g）N₂O₄（g）可知，NO₂的濃度變化是N₂O₄濃度變化量的2倍，據此判斷；
物質的濃度不發生變化時表示化學反應處于平衡狀態，根據圖象判斷處于平衡狀態的點；
（2））①根據v=

△c

△t

計算v（NO₂）；
②平衡常數指達到平衡時各生成物濃度的化學計量數次冪的乘積除以各反應物濃度的化學計量數次冪的乘積所得的比值，根據圖讀出平衡時各組分的平衡濃度，代入平衡常數表達式計算；
③25min時，X的濃度增大，Y的濃度不變，只能是增大X的濃度，d點與b點的溫度相同，溫度不變平衡常數不變；
（3）①25min時，X的濃度增大，Y的濃度不變，只能是增大X的濃度；
②保持溫度不變，快速縮小容器的體積至1L，反應混合物的濃度增大，顏色變深，同時壓強增大平衡向正反應移動，二氧化氮的濃度又降低，但比原平衡濃度大，故顏色后變淺但比原平衡顏色深．

解答：解：（1）由圖可知10-25min平衡狀態時，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，10-25min及35min之后X、Y的物質的量不發生變化，則相應時間段內的點處于化學平衡狀態，故b、d處于化學平衡狀態，
故答案為：X；b、d；
（2）①X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，故答案為：0.04mol?L^-1?min^-1；
②由圖可知，b點時各物質平衡濃度為c（NO₂）=0.6mol/L，c（N₂O₄）=0.4mol/L，所以b點的平衡常數K（b）=

0.4

0.62

=

10

9

，故答案為：

10

9

；
③25min時瞬間，X的濃度增大，Y的濃度不變，只能是增大X的濃度，d點與b點的溫度相同，平衡常數只受溫度影響，溫度不變平衡常數不變，故K（d）=K（b），
故答案為：=；
（3））①25min時，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，故選：C；
②保持溫度不變，快速縮小容器的體積至1L，反應混合物的濃度增大，顏色變深，同時壓強增大平衡向正反應移動，二氧化氮的濃度又降低，但比原平衡濃度大，故顏色后變淺但比原平衡顏色深，故答案為：先變深后變淺，但比原平衡顏色深．

點評：本題考查平衡常數、平衡移動、平衡影響因素、化學平衡圖象等，難度中等，圖象問題解題步驟：（1）看懂圖象：①看面（即弄清縱坐標與橫坐標的意義）；②看線（即弄清線的走向和變化趨勢）；③看點（即弄清起點、拐點、交點、終點的意義）；④看是否要作輔助線（如等溫線、等壓線）；⑤看定量圖象中有關量的多少．（2）聯想規律：聯想外界條件的改變對化學反應速率和化學平衡的影響規律．