Question

（1）如圖1所示，燒杯甲中盛放100mL 6mol?L^-1的HCl溶液，燒杯乙中盛放100mL冷水，現(xiàn)向燒杯甲的溶液中放入NaOH固體，同時向燒杯乙中放入NH₄NO₃固體，攪拌使之溶解．
A瓶中氣體顏色變深，B瓶氣體顏色變淺，理由是：

 

（2）在恒溫條件下將一定量NO₂和N₂O₄的混合氣體通入一容積為2L的密閉容器中，反應物濃度隨時間變化關系如圖2

①圖中的兩條曲線，表示NO₂濃度隨時間的變化曲線

 

②前10min內(nèi)用υ（N₂O₄） 表示的化學反應速率為

 

③25min時，NO₂轉(zhuǎn)變?yōu)镹₂O₄的反應速率增大，其原因是

 

④15min時的平衡常數(shù)為

 

，35min時的平衡常數(shù)為

 

．
⑤在一定容積的密閉容器中，不能說明2NO₂（g）?N₂O₄（g）達到平衡狀態(tài)的是

 

A．容器的壓強不再變化
B．容器的顏色不再變化
C．混合氣體的平均相對分子質(zhì)量不再變化
D．混合氣體的密度不再變化
E．υ（NO₂）=2υ（N₂O₄）F．c（NO₂）=2c（N₂O₄）

Answer 1

考點：物質(zhì)的量或濃度隨時間的變化曲線,化學平衡的影響因素,化學平衡狀態(tài)的判斷

專題：

分析：（1）根據(jù)溫度對化學平衡的影響分析，氫氧化鈉溶解和鹽酸中和反應都使溶液溫度升高，硝酸銨溶解溶液溫度降低，2NO₂（g）?N₂O₄（g）△H＜0，依據(jù)化學平衡移動原理分析，升溫平衡向吸熱方向進行，降溫平衡向放熱反應方向進行，二氧化氮是紅棕色氣體，四氧化二氮是無色氣體；
（2）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(jié)合圖象中物質(zhì)濃度的變化量判斷；
②根據(jù)曲線數(shù)據(jù)及反應速率的表達式計算出前10min內(nèi)用υ（N₂O₄） 表示的化學反應速率；
③根據(jù)影響化學平衡的元素及圖象中曲線變化判斷；
④根據(jù)平衡常數(shù)表達式及圖象中曲線變化計算出15min時該反應的平衡常數(shù)；35min時的平衡常數(shù)與15min時的平衡常數(shù)相同；
⑤反應達到平衡狀態(tài)，正反應速率相等，各組分的濃度不再變化，如：二氧化氮為有色氣體，氣體顏色不變，說明達到平衡狀態(tài)，據(jù)此進行解答．

解答： 解：（1）因NaOH溶于水以及與NaOH與HCl的反應都是放熱反應，所以燒杯甲的溶液的溫度升高，溫度升高，平衡2NO₂（g）?N₂O₄（g）△H＜0向吸熱方向移動，即逆反應方向移動，NO₂濃度增大，顏色加深；因NH₄NO₃溶于水是吸熱的，使體系溫度降低，使平衡2NO₂（g）?N₂O₄（g）△H＜0向放熱熱方向移動，即反應方向移動，NO₂濃度減小，顏色變淺，
故答案為：因為2NO₂（g）?N₂O₄（g）△H＜0，NaOH中和HCl時要放熱，平衡向左移動，NO₂濃度增大，顏色加深；NH₄NO₃溶解吸熱，溫度降低，平衡向右移動，NO₂濃度減小，氣體顏色變淺；
（2）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，
故答案為：X；
②X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(nèi)，N₂O₄的濃度變化量為（0.6-0.4）mol/L=0.2mol/L，所以υ（N₂O₄）=

0.2mol/L

10min

=0.02 mol/（L?min），
故答案為：0.02 mol/（L?min）；
③25min時，瞬間二氧化氮的濃度增大而四氧化二氮的濃度不變，說明在容器內(nèi)增加了二氧化氮，
故答案為：在容器中添加了NO₂；     
④15min時，反應N₂O₄（g）?2NO₂（g），v（NO₂）=0.6mol?L^-1，v（N₂O₄）=0.4mol?L^-1，則K=

0．62

0.4

=0.9；從15min到35min的過程中，溫度沒有變化，則平衡常數(shù)不變，仍然為0.9，
故答案為：0.9；0.9；  
⑤A．該反應是氣體體積縮小的反應，容器的壓強不再變化，說明正逆反應速率相等，達到平衡狀態(tài)，故A錯誤；
B．反應體系中只有二氧化氮為有色氣體，當容器的顏色不再變化，說明各組分濃度不再變化，達到平衡狀態(tài)，故B錯誤；
C．該反應是氣體體積縮小的反應，反應過程中氣體的物質(zhì)的量逐漸減小，氣體的質(zhì)量不變，則混合氣體的平均摩爾質(zhì)量逐漸增大，當混合氣體的平均相對分子質(zhì)量不再變化時，說明達到平衡狀態(tài)，故C正確；
D．容器容積不變、氣體質(zhì)量不變，則混合氣體的密度始終不變，密度不變無法判斷是否達到平衡狀態(tài)，故D正確；
E．υ（NO₂）=2υ（N₂O₄），沒有指出正逆反應速率，無法判斷正逆反應速率是否相等，故E正確；
F．c（NO₂）=2c（N₂O₄），無法判斷各組分濃度是否不再變化，則無法判斷是否達到平衡狀態(tài)，故F正確；
故答案為：DEF．

點評：本題考查了物質(zhì)的量濃度隨時間變化的曲線、化學平衡狀態(tài)的判斷、化學平衡的影響因素等知識，題目難度中等，注意掌握影響化學平衡的因素，明確判斷平衡狀態(tài)的方法，試題培養(yǎng)了學生靈活應用基礎知識的能力．