Question

6．已知NO₂和N₂O₄可以相互轉化：2NO₂（g）?N₂O₄（g）△H＜0．現(xiàn)將一定量NO₂和N₂O₄的混合氣體通入一體積為 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．

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．下列不能說明該反應已達到平衡狀態(tài)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分子量不隨時間變化而改變
②前10min內用NO₂表示的化學反應速率v（NO₂）=0.04mol/（L•min）．
③反應25min時，若只改變了某一個條件，使曲線發(fā)生如上圖所示的變化，該條件可能是加入0.8molNO₂（用文字表達）；其平衡常數(shù) K（d）=K（b）（填“＞”、“=”或“＜”）．

Answer 1

分析 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)此結合圖象中物質濃度的變化量判斷；
可逆反應到達平衡時，各物質的濃度不發(fā)生變化；
可逆反應到達平衡時，同種物質的正逆速率相等且保持不變，各組分的濃度、含量保持不變，由此衍生的其它一些量不變，判斷平衡的物理量應隨反應進行發(fā)生變化，該物理量由變化到不再變化說明到達平衡；
②①根據(jù)v=$\frac{△C}{△t}$計算v（NO₂）；
③25min時，X的濃度增大，Y的濃度不變，只能是增大X的濃度，根據(jù)瞬間濃度變化計算加入二氧化氮的物質的量；d點與b點的溫度相同，溫度不變平衡常數(shù)不變．

解答 解：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；
A．隨反應進行混合氣體物質的量增大，恒溫恒容下壓強增大，容器內混合氣體的壓強不隨時間變化而改變，說明反應到達平衡，故A正確；
B．混合氣體總質量不變，容器容積不變，容器內混合氣體的密度為定值，故B錯誤；
C．容器內混合氣體的顏色不隨時間變化而改變，說明二氧化氮的濃度不變，反應到達平衡，故C正確；
D．混合氣體總質量不變，隨反應進行混合氣體物質的量增大，平均相對分子質量減小，當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，說明反應到達平衡，故D正確；
故答案為：X；B；
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，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；
③25min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，加入二氧化氮的物質的量為2L×（1-0.6）mOl/L=0.8mol，即加入0.8molNO₂，d點與b點的溫度相同，平衡常數(shù)只受溫度影響，溫度不變平衡常數(shù)不變，故K（d）=K（b），
故答案為：加入0.8molNO₂；=．

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，明確圖象含義，熟悉化學平衡理論是解題關鍵，題目難度中等．