Question

一定温度下，分别往容积均为5 L的甲(恒压密闭容器)、乙(恒容密闭容器)中各加入0.5 mol无色的N₂O₄气体，立即出现红棕色。当反应进行到2 s时，测得乙容器中N₂O₄的浓度为0.09 mol·L^－1。经过60 s乙容器中的反应达到平衡(反应过程中两个容器的温度均保持恒定)。

(1)容器中气体出现红棕色的原因是(用化学方程式表示)

________________________________________________________________________。

(2)前2 s内，乙容器中以N₂O₄的浓度变化表示的平均反应速率为____________________。

(3)达到平衡时，甲容器中反应所需的时间______60 s(填“大于”、“小于”或“等于”，下同)；两容器中都达到平衡时，N₂O₄的浓度：甲__________乙，反应过程中吸收的能量：甲__________乙。

(4)两容器都达到平衡后，若要使甲、乙中N₂O₄浓度相等，不能采取的措施是__________。

A．保持温度不变，适当压缩甲容器

B．保持容器体积不变，使甲容器升温

C．保持容器体积和温度不变，向甲容器中加入适量N₂O₄

D．保持容器体积不变，使甲容器降温

 

Answer 1

【答案】

(1)N₂O₄2NO₂　(2)0.005 mol·L^－1·s^－1  (3)大于　小于　大于　(4)B

【解析】

试题分析：(1)因为N₂O₄2NO₂，故无色气体会出现红棕色。

(2)前2 s内v(N₂O₄)＝＝0.005 mol·L^－1·s^－1。

(3)由于反应N₂O₄2NO₂是一个气体体积增大的反应，随着反应的进行，V_甲＞V_乙，p乙＞ p_甲，压强大，化学反应速率快，故乙容器先达平衡，所以甲容器中反应达平衡所需时间大于60 s。由于甲中压强不变，故达到平衡时，甲中四氧化二氮的浓度小于乙中四氧化二氮的浓度。由于反应N₂O₄2NO₂是一个吸热反应，而增大压强有利于反应向逆反应方向进行，故反应过程中吸收的热量甲大于乙。

(4)因甲中四氧化二氮的浓度小于乙中四氧化二氮的浓度，若使两者浓度相等，则应使甲中N₂O₄浓度增大或使乙中N₂O₄的浓度减小，其中A、C、D都能使N₂O₄(甲中)的浓度增大。

考点：考查可逆反应、反应速率的计算和应用、能量变化、浓度比较以及外界条件对平衡状态的影响

点评：该题综合性强，贴近高考，在注重对学生基础知识巩固和训练的同时，侧重对学生能力的培养和解题方法的指导与训练，有利于培养学生的逻辑推理能力和创新思维能力，提高学生的应试能力。