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的混合氣體通入一定體積為2L的恒溫密閉玻璃容器中，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，其中曲線

X

表示NO₂濃度隨時間的變化；a、b、c、d四個點中，表示化學反應處于平衡狀態的點是

bd

．下列不能說明該反應已達到平衡狀態的是

B

．
A．容器內混合氣體的壓強不隨時間變化而改變
B．容器內混合氣體的密度不隨時間變化而改變
C．容器內混合氣體的顏色不隨時間變化而改變
D．容器內混合氣體的平均相對分子質量不隨時間變化而改變
（2）①前10min內用NO₂表示的化學反應速率v（NO₂）=

0.04

mol/（L?min）．
②0～15min，反應2NO₂（g）?N₂O₄（g）的平衡常數K（b）=

10

9

．
（3）反應25min時，若只改變了某一個條件，使曲線發生如上圖所示的變化，該條件可能是

增大NO₂的濃度

（用文字表達）；其平衡常數K（d）

=

K（b）（填“＞”“=”或“＜”）．
（4）若要達到使NO₂（g）的百分含量與d點相同的化學平衡狀態，在25min時還可以采取的措施是

B、D

．
A．加入催化劑　　　B．縮小容器體積
C．升高溫度  D．加入一定量的N₂O₄．

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，據此結合圖象中物質濃度的變化量判斷；
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；容器內混合氣體的體積不變，質量不變所以密度不變；
（2）①根據v=

△c

△t

計算v（NO₂）；
②0～15min，根據圖象求出平衡時的濃度，再根據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；溫度不變，化學平衡常數不變；
（4）根據壓強對平衡的影響分析．

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30min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，容器內混合氣體的體積不變，質量不變所以密度不變，因此，密度不能判斷平衡；
故答案為：X；bd；B；
（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，
②0～15min，反應2NO₂（g）?N₂O₄（g），v（NO₂）=0.6mol?L^-1，v（N₂O₄）=0.4mol?L^-1，則K=

v(N2O4)

v2(NO2)

=

0.4

0．62

=

10

9

，故答案為：

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；溫度不變，化學平衡常數不變；故答案為：增大NO₂的濃度；=；
（4）因在25 min時，增大了NO₂的濃度，相當于增大了壓強，平衡右移，d點時NO₂的百分含量小于b時NO₂百分含量，要使25 min時改變條件達到使NO₂（g）的百分含量與d點相同的化學平衡狀態，可加壓，加入一定量的N₂O₄，也相當于加壓，故答案為：B、D．

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．