Question

一定温度下，在体积为0.5 L的恒容密闭容器中，NO₂和N₂O₄之间发生反应：2NO₂ (g)(红棕色) N₂O₄ (g)（无色），反应过程中各物质的物质的量与时间的关系如图所示。

(1)曲线____（填“X”或“Y”）表示N₂O₄的物质的量随时间的变化曲线。

(2)在0～3 min内，用NO₂表示的反应速率为____________。

(3)下列叙述能说明该反应已达到化学平衡状态的是________（填字母）。

a．容器内压强不再发生变化

b．NO₂的体积分数不再发生变化

c．容器内原子总数不再发生变化

d．相同时间内消耗nmolN₂O₄的同时生成2nmol NO₂

(4)反应达到平衡后，若降低温度，则v（正）______，v（逆）________。（填“增大”“减小”或“不变”）。

Answer

Y 0.4 mol/(L·min) ab 减小 减小

【解析】(1)从开始到3min时，X的变化量为0.6mol，而Y的变化量为0.3mol，则X与Y的变化物质的量之比为0.6mol：0.3mol=2:1，即说明曲线X表示N2O4的物质的量随时间的变化曲线；

(2)在0～3 min内，用NO2表示的反应速率为=0.4 mol/(L·min)；

(3)a．恒容容器内，气体总物质的量不确定，当容器内压强不再发生变化时，说明是平衡状态，故a正确；b．NO2的体积分数不再发生变化，说明是平衡状态，故b正确；c．根据质量守恒定律，容器内原子总数始终不发生变化，不能说明是平衡状态，故c错误；d．相同时间内消耗nmolN2O4的同时生成2nmolNO2，均为逆反应，无法判断是平衡状态，故d错误；答案为ab；

(4)反应达到平衡后，若降低温度，反应速率降低，即v（正）减小，v（逆）减小。

点睛：化学平衡的标志有直接标志和间接标志两大类。一、直接标志：正反应速率=逆反应速率，注意反应速率的方向必须有正向和逆向。同时要注意物质之间的比例关系，必须符合方程式中的化学计量数的比值。二、间接标志：1、各物质的浓度不变。2、各物质的百分含量不变。3、对于气体体积前后改变的反应，压强不变是平衡的标志。4、对于气体体积前后不改变的反应，压强不能做标志。5、对于恒温恒压条件下的反应，气体体积前后改变的反应密度不变是平衡标志。6、对于恒温恒容下的反应，有非气体物质的反应，密度不变是平衡标志。