Question

【题目】已知NO2和N2O4可以相互转化： 。现将一定量NO2和N2O4的混合气体通入一体积为2 L的恒温密闭玻璃容器中，反应物浓度随时间变化关系如下图。

(1)图中共有两条曲线X和Y，其中曲线________表示NO2浓度随时间的变化；a、b、c、d四个点中，表示化学反应处于平衡状态的点是________。下列不能说明该反应已达到平衡状态的是________。

A. 容器内混合气体的压强不随时间变化而改变

B. 容器内混合气体的密度不随时间变化而改变

C．容器内混合气体的颜色不随时间变化而改变

D. 容器内混合气体的平均分子量不随时间变化而改变

(2)反应25 min时，若只改变了某一个条件，使曲线发生如上图所示的变化，该条件可能是____________________________________ (用文字表达)；

(3)若要准确测定NO2相对分子质量，应采取的有效措施是_________ （填字母序号）

A．升高温度，降低压强 B．降低温度，升高压强

C．降低温度，降低压强 D．升高温度，升高压强

(4)根据图像，计算反应在该温度下的平衡常数K=________

(5)现用3.2gCu与足量的浓HNO3反应，制得1.68 L N2O4和NO2的混合气体(体积以标况折算)，则含有NO2的物质的量为____ ，化学反应__________ （填向逆方向进行、向正方向进行、已达平衡）(温度不变）。

Answer 1

【答案】X b和d B 增大NO2的浓度 A 1.1或 0.05mol 向逆方向进行

【解析】

（1）由图可知010min时，X表示的生成物的浓度变化量为(0.60.2)mol/L=0.4mol/L，Y表示的反应物的浓度变化量为(0.60.4)mol/L=0.2mol/L，X表示的生成物的浓度变化量是Y表示的反应物的浓度变化量的2倍，所以X表示NO2浓度随时间的变化曲线，Y表示N2O4浓度随时间的变化曲线；

由图可知，1025min及30min之后X、Y的物质的量不发生变化，则相应时间段内的点处于化学平衡状态，故b、d处于化学平衡状态；

A、恒温恒容容器中，气体压强之比等于气体物质的量之比，当容器内压强不变时，即气体的物质的量不变，该反应属于气体非等体积反应，因此当容器内混合气体的压强不随时间变化而改变时，反应达到平衡状态，故A不选；

B、容器内混合气体的体积不变，质量不变所以密度不变，因此，密度不能判断平衡，故B选；

C、容器内混合气体的颜色不随时间变化而改变，即NO2浓度不再变化，即该反应达到平衡状态，故C不选；

D、该反应属于气体非等体积反应，未达到平衡状态时，气体的物质的量会变化，气体总质量一定，其平均分子量不变时，即气体物质的量不变，可判断该反应达到平衡状态，故D不选；

（2）由曲线看出25min时，NO2的浓度突然增大，可知改变的条件为增大NO2的浓度；

（3）若要准确测定NO2相对分子质量，即体系中NO2百分含量越高越准确，即需要改变外界条件使平衡逆向移动，该反应正向为放热反应，升温可使平衡逆向移动，该反应正向为气体体积减小的反应，减小压强，平衡逆向移动，综上所述，可采取措施为：升高温度，降低压强，答案为A；

（4）以10～25min内各物质平衡浓度计算平衡常数，根据图像可知，c(NO2)=0.6mol/L，c(N2O4)=0.4mol/L，由此计算K=；

（5）3.2gCu Cu与足量的浓HNO3反应，铜完全反应生成Cu(NO3)2，转移电子的物质的量×2=0.1mol，HNO3作氧化剂的部分生成NO2、N2O4，N元素化合价降低1，设n(NO2)=xmol、n(N2O4)=ymol，根据得失电子守恒，可列出方程组：

，解得，即含有NO2的物质的量为0.05mol；浓度熵QC=，则反应向逆方向进行。