Question

【题目】已知反应：2NO2（红棕色）N2O4（无色） △H＜0，在100℃时，将0.40mol NO2气体充入2L密闭容器中，每隔一段时间对该容器的物质进行测量，得到的数据如下表：

时间/s n/mol	0	20	40	60	80	100
n(NO2)	0.40	a	0.26	c	d	e
n(N2O4)	0.00	0.05	b	0.08	0.08	0.08

（1）100s后降低反应混合物的温度，混合气体的颜色_________（填“变浅”、“变深”或“不变”）。

（2）20至40s内，v(NO2)=__________mol/(L·s)，100℃时该反应的平衡常数K =_____________。

（3）将一定量的NO2充入密闭注射器中，图是在拉伸和压缩注射器的过程中气体透光率随时间的变化（气体颜色越深，透光率越小）。下列说法正确的是______________

A.b点的操作是压缩注射器

B.c点与a点相比，c(NO2)增大，c(N2O4)减小

C.若密闭注射器为绝热容器，则T(b)＞T(c)

D.d点时v（正）＞v（逆）

（4）能说明反应2NO2（红棕色）N2O4（无色）达平衡的是_________

A. 体系的颜色不变 B. 恒容条件下，气体的密度不变

C. 2v正（NO2）=v逆（N2O4） D. 混合气体的平均摩尔质量不变

Answer 1

【答案】变浅 0.001 2.78 A AD

【解析】

(1)该反应△H＜0，为放热反应，降温平衡右移；

(2)根据进行计算，根据K=进行计算；

(3)该反应是正反应气体体积减小的放热反应，压强增大平衡虽正向移动，但二氧化氮浓度增大，混合气体颜色变深，压强减小平衡逆向移动，但二氧化氮浓度减小，混合气体颜色变浅，据图分析，b点开始是压缩注射器的过程，气体颜色变深，透光率变小，c点后的拐点是拉伸注射器的过程，气体颜色变浅，透光率增大，据此分析；；

(4)化学反应达到化学平衡状态时，正逆反应速率相等，且不等于0，各物质的浓度不再发生变化，由此衍生的一些物理量不发生变化，以此进行判断，得出正确结论；

(1)二氧化氮为红棕色，该反应△H＜0，为放热反应，降温平衡右移，二氧化氮浓度减小，混合气体颜色变浅，故答案为：变浅；

(2)20s时生成的n(N2O4)=0.05mol，根据方程式2NO2N2O4可知消耗的二氧化氮为0.1mol，所以a=0.30mol，容器的体积为2L，所以20至40s内，v(NO2)= ；60s后N2O4的浓度不在发生变化，说明反应达到平衡，100℃时平衡时n(N2O4)=0.08mol，消耗二氧化氮为0.16mol，所以e=0.24mol，容器体积为2L，所以平衡时c(N2O4)=0.04mol/L，c(NO2)=0.12mol/L，K==，故答案为：0.001；2.78；

(3)A、b点之后，c点之前，透光率先减小，后小幅度上升，压缩注射器后，二氧化氮浓度增大，后由于压强增大平衡右移，二氧化氮浓度有所减小，故A正确；

B、c点是压缩注射器后的情况，二氧化氮和四氧化二氮的浓度都增大，故B错误；

C、b点开始是压缩注射器的过程，平衡正向移动，反应放热，导致T(b)＜T(c)，故C错误；
D、c点后的拐点是拉伸注射器的过程，d点是平衡向气体体积增大的逆向移动过程，所以v(逆)＞v(正)，故D错误；
故答案为：A；

(4)A．平衡逆向移动颜色加深，正向移动颜色变浅，故颜色不变时说明反应达到平衡，故A正确；

B．恒容条件下气体总体积不变，总质量不变，故密度一直不变，故B错误；

C．反应达到平衡时v正(NO2)=v逆(NO2) ，v逆(NO2)= 2v逆(N2O4)，所以2v正(NO2)=v逆(N2O4)不能说明反应达到平衡，故C错误；

D．混合气体的总质量不变，正向移动气体物质的量减少，平均摩尔质量增大，所以平均摩尔质量不变时能说明反应达到平衡，故D正确；

故答案为AD。