Question

13．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；a、b、c、d四個(gè)點(diǎn)中，表示化學(xué)反應(yīng)處于平衡狀態(tài)的點(diǎn)是bd．下列不能說(shuō)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)間變化而變化
B．容器內(nèi)混合氣體的密度不隨時(shí)間變化而變化
C．容器內(nèi)混合氣體的顏色不隨時(shí)間變化而變化
D．容器內(nèi)混合氣體的平均相對(duì)分子質(zhì)量不隨時(shí)間變化而變化
（2）①前10min內(nèi)用NO₂表示的化學(xué)反應(yīng)速率v（NO₂）=0.04mol•L^-1•min^-1．
②反應(yīng)25min時(shí)，若只改變了某一個(gè)條件，使曲線發(fā)生如圖所示的變化，該條件可能是增大二氧化氮濃度（用文字表達(dá)），若要達(dá)到使NO₂（g）的百分含量與d點(diǎn)相同的化學(xué)平衡狀態(tài)，在25min時(shí)還可以采取的措施是BD．
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(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；
物質(zhì)的濃度不發(fā)生變化時(shí)表示化學(xué)反應(yīng)處于平衡狀態(tài)，根據(jù)圖象判斷處于平衡狀態(tài)的點(diǎn)；容器內(nèi)混合氣體的體積不變，質(zhì)量不變所以密度不變；
（2）①根據(jù)v=$\frac{△c}{△t}$計(jì)算v（NO₂）；
②由曲線看出25 min時(shí)，NO₂的濃度突然增大；
根據(jù)壓強(qiáng)對(duì)平衡的影響分析．

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；
由圖可知，10-25min及30min之后X、Y的物質(zhì)的量不發(fā)生變化，則相應(yīng)時(shí)間段內(nèi)的點(diǎn)處于化學(xué)平衡狀態(tài)，故b、d處于化學(xué)平衡狀態(tài)，容器內(nèi)混合氣體的體積不變，質(zhì)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(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；
②由曲線看出25 min時(shí)，NO₂的濃度突然增大，可知改變的條件為增大NO₂的濃度；
因在25 min時(shí)，增大了NO₂的濃度，相當(dāng)于增大了壓強(qiáng)，平衡右移，d點(diǎn)時(shí)NO₂的百分含量小于b時(shí)NO₂百分含量，要使25 min時(shí)改變條件達(dá)到使NO₂（g）的百分含量與d點(diǎn)相同的化學(xué)平衡狀態(tài)，可加壓，加入一定量的N₂O₄，也相當(dāng)于加壓，則BD符合；
故答案為：增大NO₂的濃度；BD．

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，明確外界條件對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率影響原理及平衡移動(dòng)影響原理是解本題關(guān)鍵，注意：只有反應(yīng)前后改變的物理量不變時(shí)可逆反應(yīng)才能達(dá)到平衡狀態(tài)．