Question

如圖，一定溫度下，分別往容積均為 5L 的甲（恒壓容器）、乙（恒容容器）中加入 0.5mol無色的N₂O₄氣體，立即出現紅棕色．當反應進行到 2s時，測得乙容器中N₂O₄的濃度為 0.09mol?L-1．經過 60s，乙容器中的反應達到平衡．（反應過程中兩個容器的溫度均保持恒定）
（1）容器中氣體出現紅棕色的原因（用化學方程式表示）是：

N₂O₄?2NO₂

．
（2）前 2s內乙容器中以N₂O₄的濃度變化表示的反應速率為

0.005mol/L?s

．
（3）達到平衡時，甲容器中反應所需的時間

大于

   60s（填“大于”、“小于”或“等于”，以下同）；容器內N₂O₄的濃度甲

小于

    乙；反應過程中吸收的能量甲

小于

    乙．

Answer 1

分析：（1）N₂O₄氣體發生反應生成NO₂，NO₂氣體是紅棕色氣體；
（2）依據化學反應速率的概念結合N₂O₄氣體單位時間內的濃度變化計算；
（3）甲始終恒壓，反應慢，進行的程度大，時間長，吸收能量多，而乙恒容，壓強增大，反應快，進行程度小，時間短，吸收能量少．

解答：解：（1）容器中氣體出現紅棕色的原因是因為N₂O₄氣體發生反應生成NO₂，NO₂氣體是紅棕色氣體；反應的化學方程式為N₂O₄?2NO₂，故答案為：N₂O₄?2NO₂；
（2）化學反應速率是用單位時間內物質濃度的變化計算，開始N₂O₄的濃度為0.1mol/L；反應2s后濃度變為0.09mol/L，前 2s內乙容器中以N₂O₄的濃度變化表示的反應速率為：v=

△C

△t

=

0.1mol/L-0.09mol/L

2s

=0.005mol/L?s，故答案為：0.005mol/L?s；
（3）達到平衡時，甲容器是恒溫恒壓容器，反應慢，進行的程度大，時間長，乙容器是恒溫恒容，壓強增大，反應快，進行程度小，時間短，甲容器中反應所需的時間大于乙容器；容器內N₂O₄的濃度甲小于乙；反應過程中吸收的能量甲小于乙，故答案為：大于；小于；小于．

點評：本題考查了化學反應速率的計算判斷，主要是恒溫恒壓容器，恒溫恒容容器中反應的變化和反應快慢，理解恒壓條件是解題關鍵，題目難度中等．