Question

（14分）已知NO2和N2O4之间发生可逆反应： 2NO₂ (g) (红棕色) N₂O₄(g) (无色)

（1）在烧瓶A和B中盛有相同浓度的NO₂和N₂O₄的混合气体，中间用止水夹夹紧，浸入到盛有水的烧杯中，如图所示。

分别向两个烧杯中加入浓硫酸和NH₄NO₃固体，观察到的现象是：A中气体红棕色加深，B中      。这说明，当条件改变时，原来的化学平衡将被破坏，并在新的条件下建立起新的平衡，即发生化学平衡的移动。下列条件的改变，能使该反应化学平衡正向移动的是         。

a．及时分离出NO2气体          b．适当降低温度

c．增大压强                   d．选择高效催化剂

（2）下图是在一定温度下，某固定容积的密闭容器中充入一定量的NO₂气体后，反应速率(v)与时间(t)的关系曲线。下列叙述正确的是            。

a．t1时，反应未达到平衡， NO2浓度在减小

b．t2时，反应达到平衡，反应不再进行

c．t2～t3，各物质浓度不再变化

d．t2～t3，各物质的浓度相等

e．0～t2，N₂O₄浓度增大

f．反应过程中气体的颜色不变

（3）某容积2L的密闭容器中充入一定量的NO₂和N₂O₄的混合气体，在一定温度压强下，两者物质的量随时间变化如图所示。

①表示NO₂变化的曲线是     (填“X”或“Y”)。

②在0到1 min内用Y的浓度变化表示的该反应的反应速率是      mol•L－1•min－1

③计算该反应平衡时化学反应平衡常数K=        。

Answer

（1）B中红棕色变浅(2分) bc(2分)

（2）a c e(3分) （3）① Y (2分) ② 0.3 (2分) ③8.75

【解析】

试题分析：（1）浓硫酸溶于水放热，此时A中气体红棕色加深，这说明平衡向逆反应方向进行，即正方应是放热反应。NH4NO3固体溶于水吸热，平衡向正反应方向进行，B中红棕色变浅；a．及时分离出NO2气体，平衡向逆反应方向进行，a错误；b．正方应放热，适当降低温度平衡向正反应方向进行，b正确；c．正方应是体积减小的，则增大压强平衡向正反应方向进行，c正确；d．催化剂不能改变平衡状态，d错误，答案选bc。

（2）a．t1时正反应速率大于逆反应速率，反应未达到平衡， NO2浓度在减小，a正确；b．t2时，正逆反应速率相等，反应达到平衡，但反应并没有停止，b错误；c．t2～t3反应达到平衡，各物质浓度不再变化，c正确；d．t2～t3反应达到平衡，各物质的浓度不再发生变化，但不一定相等，d错误；e．0～t2，N2O4浓度逐渐增大，d正确；f．反应过程中NO2的浓度逐渐减小，则气体的颜色逐渐变浅，f错误，答案选a、c、e；

（3）①根据图像可知反应进行到1minY的物质的量减少了0.6mol，X的物质的量增加了0.3mol，即二者的不合理之比是2：1，所以表示NO2变化的曲线是Y。

②在0到1 min内用Y的浓度变化表示的该反应的反应速率是 ＝0.3mol•L－1•min－1。

③根据以上分析可知反应的方程式为2NO2 (g) N2O4(g)，平衡时NO2和N2O4的浓度分别是0.2mol/L和0.35mol/L，所以该反应平衡时化学反应平衡常数K= 。

考点：考查外界条件对反应速率和平衡状态的影响及平衡状态计算