Question

（1）某温度时，在3L密闭容器中，X、Y、Z三种物质的物质的量随时间变化的曲线如下图所示。由图中数据分析：

①该反应的化学方程式：______________________。

②反应开始至2 min末，X的反应速率为_____________________。

③该反应是由_____________开始反应的。（填“正反应”、“逆反应”或“正、逆反应同时”)

（2）在100℃时，将0.100mol N₂O₄气体充入1L恒容抽空的密闭容器中，隔一定时间对该容器内物质的浓度进行分析得到如表数据：

时间(s)	0	20	40	60	80
c(N2O4)/mol·L^－1	0.100	c1	0.050	c3	c4
c(NO2)/mol·L^－1	0.000	0.060	c2	0.120	0.120

①该反应的平衡常数表达式为___________；从表中分析：c₁___________c₂， c₃___________c₄(填“>”、“<”或“＝”)。

②在上述条件下，从反应开始直至达到化学平衡时，N₂O₄的平均反应速率为_________mol·L^－1·s^－1。

③达平衡后下列条件的改变可使NO₂气体浓度增大的是___________(填字母序号)。

A．扩大容器的容积           B．再充入一定量的N₂O₄  

C．分离出一定量的NO₂       D．再充入一定量的He

④若在相同条件下，起始时只充入0.080 mol NO₂气体，则达到平衡时NO₂气体的转化率为_________。

Answer

（1）①2Z＋Y3X ②0.067 mol/(L·min) ③正、逆反应同时

（2）①K＝ ＜ ＝②0.001 ③B④25%

【解析】

试题分析：（1）①根据图像可知Y和Z是反应物，X是生成物，平衡时Z和Y减少了0.4mol、0.2mol，X增加了0.6mol，所以根据变化量之比是相应的化学计量数之比可知该反应的化学方程式2Z＋Y3X。

②反应开始至2 min末，X的物质的量增加了0.4mol，则X的反应速率为＝0.067 mol/(L·min)。

③根据图像可知起始时三种物质的量均不是0，所以该反应是由“正、逆反应同时开始反应的。

（2）①根据方程式N2O42NO2可知该反应的平衡常数表达式K＝；前20s生成NO2是0.06mol/L，则消耗N2O4是0.03mol/L，所以c1＝0.07mol/L；20～40s之间消耗N2O4是0.02mol/L，则生成NO2是0.04mol/L，所以c2＝0.10mol/L，则c1＜c2；60s时反应达到平衡状态，则c3＝c4。

②在上述条件下，从反应开始直至达到化学平衡时NO2的平均反应速率是0.12mol/L÷60s＝0.002 mol·L－1·s－1，速率之比是化学计量数之比，则N2O4的平均反应速率为0.001mol·L－1·s－1。

③A．扩大容器的容积，NO2浓度一定减小；B．再充入一定量的N2O4，NO2气体浓度增大；C．分离出一定量的NO2，NO2浓度一定减小； D．再充入一定量的He，浓度不变，答案选B。

④根据以上分析可知c3＝c4＝0.04mol/L，所以该温度下的平衡常数＝，若在相同条件下，起始时只充入0.080 mol NO2气体，则

N2O42NO2

起始浓度（mol/L） 0 0.08

转化浓度（mol/L） x 2x

平衡浓度（mol/L） x 0.08－2x

所以

解得x＝0.01

因此达到平衡时NO2气体的转化率为。

考点：考查化学反应速率和平衡状态的有关计算、外界条件对平衡状态的影响