Question

（12分）已知：N₂O₄(g)2NO₂(g)  ΔH＝+52.70 kJ·mol^—1。

（1）在恒温、恒容的密闭容器中进行上述反应时，下列描述中能说明该反应已达平衡的是      。

a．v(N₂O₄)_正＝2 v(NO₂)_逆              

b．容器中气体的平均相对分子质量不随时间而变化

c．容器中气体的密度不随时间而变化

d．容器中气体的分子总数不随时间而变化 

（2）t℃恒温下，在固定容积为2L的密闭容器中充入0.054 mol N₂O₄，半分钟后达到平衡，测得容器中含n(NO₂)＝0.06 mol，则v(NO₂) =        ，t℃时反应N₂O₄(g)2NO₂(g)的平衡常数K=       。若向容器内继续通入少量N₂O₄，则平衡        移动(填“向正反应方向”、“向逆反应方向”或“不”)，再次达到平衡后NO₂的体积分数        原平衡时NO₂的体积分数(填“大于”、“小于”或“等于”)。

（3）取五等份NO₂，分别加入温度不同、容积相同的恒容密闭容器中，发生反应：2NO₂(g)N₂O₄(g)。反应相同时间后，分别测定体系中NO₂的百分含量(NO₂%)，并作出其随反应温度(T)变化的关系图。下列示意图中，可能与实验结果相符的是        。

Answer

（1）bd（2）0.001 mol·L－1·s－1（或0.06 mol·L－1·min－1） 0.075   向逆反应方向   小于

（3）BD  （每空2分，共12分）

【解析】（1）在一定条件下，当可逆反应的正反应速率和逆反应速率相等时（但不为0），反应体系中各种物质的浓度或含量不再发生变化的状态，称为化学平衡状态。A中反应速率的方向相反，但不能满足速率之比是相应的化学计量数之比，不正确；根据方程式可知，反应前后体积是变化的，所以压强和物质的量都是变化的，因此d正确；密度是混合气的质量和容器容积的比值，在反应过程中质量和容积始终是不变的，c不正确。混合气的平均相对分子质量是混合气的质量和混合气的总的物质的量的比值，质量不变，但物质的量是变化的，所以b可以说明。答案选bd。

（2）n(NO2)＝0.06 mol，则生成NO2的浓度是0.03mol/L，所以v(NO2) =0.03mol/L÷30s＝0.001mol/(L·s)；平衡时N2O4的浓度是0.054mol÷2L－0.03mol/L÷2＝0.012mol/L，所以平衡常数K＝；由于反应物和生成物都只有一种，所以再加入N2O4相当于是增大压强，平衡向逆反应方向移动，所以平衡时NO2的体积分数减小。

（3）再没有达到平衡之前，升高温度，反应速率加快，NO2的含量逐渐减小；达到平衡后，由于正反应是放热反应，所以升高温度，平衡向逆反应方向移动，NO2的含量增大。所以A、C不正确，B、D正确，答案选BD。