Question

一定温度下，某恒容密闭容器中盛有NO₂、N₂O₄两种气体，反应开始至达到平衡状态过程中，两种物质的浓度随时间的变化如图所示：

（1）图中x曲线是表示______________的浓度变化（填化学式）。

（2）写出容器中发生反应的化学方程式______________。

（3）从反应开始至达到平衡状态时间段内的反应速率v（N₂O₄）＝______________。

（4）图中a、b两点对应状态的化学反应速率大小比较v（a）______________v（b）（填“>”、“=”或“<”）。

（5）欲增大体系的化学反应速率，可以采取的措施有______________。

a．投入NO₂b．分离出N₂O₄c．升高温度d．充入氦气

（6）在相同温度下，若向该容器中再充入一定体积的NO₂，平衡后混合气体颜色与原来相比______________（填“变浅”、“不变”或“变深”，下同），若向该容器中充入一定体积的N₂O₄，平衡后混合气体颜色与原来相比______________。

Answer

NO2 2NO2N2O4 0.4mol•L-1•min-1 > ac 变深 变深

【解析】

(1)由图知，10分钟内，x、y的改变值、结合改变值之比为化学方程式中化学计量数之比确定x；

(2)由图找出反应物、生成物，结合改变值求写反应的化学方程式；

(3)由图知物质的浓度改变值，结合定义求反应速率；

(4)由图找出反应物浓度的大小，判断速率的大小；

(5)从影响反应速率的因素分析改变的条件对化学反应速率的影响，据此判断正误；

(6)在平衡移动的角度，分析新平衡后二氧化氮浓度的变化，得出颜色的变化，据此回答；

(1) 密闭容器中盛有NO2、N2O4两种气体，则存在可逆反应2NO2N2O4或N2O42NO2；由图知，10分钟内，x减少8mol/L，y增加4mol/L，改变值之比为化学方程式中化学计量数之比，故x为NO2； 答案为：NO2；

(2)由图知，x即NO2为反应物，y即N2O4为生成物，则容器中发生反应的化学方程式为2NO2N2O4；答案为：2NO2N2O4；

(3)从反应开始至达到平衡状态时间段内的反应速率；答案为：0.4mol•L-1•min-1；

(4)图中a→b的过程中，在从正反应建立平衡的过程中，NO2的浓度在继续下降，则两点对应状态的化学反应速率大小比较v（a）>v（b）；答案为：>；

(5)从影响反应速率的因素看，增加反应物浓度、升高温度可增大体系的化学反应速率， a．投入NO2增加了反应物浓度，故可增大体系的化学反应速率，a正确；

b．分离出N2O4，增加了逆反应的反应物浓度，故降低体系的化学反应速率，b错误；

c．升高温度，可增大体系的化学反应速率，c正确；

d．充入氦气，属于无效增压，跟反应有关的条件没有真正改变，不影响反应速率，d错误；

答案为：ac；

(6)在相同温度下，若向该容器中再充入一定体积的NO2，等效于增压，则按勒夏特列原理，平衡后二氧化氮浓度增大了，故混合气体颜色与原来相比变深了，若向该容器中充入一定体积的N2O4，则c(N2O4)增大，使QC= >K，则平衡发生移动，按勒夏特列原理，新平衡后c(N2O4)比旧平衡要大，那么c(NO2比旧平衡也要大，混合气体颜色与原来相比，颜色变深了；答案为：变深；变深。