Question

【题目】已知NO2和N2O4可以相互转化：反应2NO2（g）N2O4（g）△H＝﹣57.2kJ/mol。

（1）一定温度下，现将1molN2O4充入一恒压密闭容器中，下列示意图正确且能说明反应达到平衡状态的是___（填序号，下同）。

（2）若反应2NO2（g）N2O4（g）在体积为1L的恒容密闭容器中进行，保持温度不变，达到平衡后，向反应容器中再充入少量N2O4，平衡向___移动（填“左”、“右”或“不”），重新平衡后和原平衡相比，混合气体颜色___（填“变深”“变浅”或“不变”），N2O4 的体积分数___（填“增大”、“减小”或“不变”）。

（3）一定温度下，向容积为20L的密闭容器中充入1molNO2气体，发生反应2NO2（g）N2O4（g），反应中测得相关数据如表所示：

反应时间/min	0	10	20	30	40	50
气体相对分子质量	46	57	64	69	69	69

①此条件下该反应的化学平衡常数K＝___。

②在50min末，向容器中加入molNO2，若要保持平衡不发生移动，应加入N2O4为___mol。

Answer 1

【答案】①④ 左 变深 增大 60

【解析】

（1）未达到平衡状态时体系中某些值是不断变化的，当这些值不变时可说明反应达到平衡状态；

（2）二氧化氮气体为红棕色，若二氧化氮浓度增大，则颜色加深；

（3）①平衡常数K=；

②浓度商等于平衡常数时平衡不发生移动；

（1）a.该反应是体积变化的反应，密闭容器中气体质量不变，所以密度不变，说明达到了平衡状态，故①正确；

b.反应热△H与化学反应方程式有关，是不变化的，所以△H始终不变，不能判断是否达到平衡状态，故②错误；

c.根据正反应速率大小关系，无法判断同一物质的正逆反应速率是否相等，故③错误；

d.四氧化二氮的转化率不变，说明四氧化二氮的浓度不变，说明反应达到了平衡状态，故④正确；

故答案为：①④；

（2）可逆反应为2NO2（g）N2O4（g），达到平衡后，向反应容器中再充入少量N2O4，生成物浓度增大，平衡向左移动，c（NO2）增大，混合气体颜色变深，恒容密闭容器中体积不变时可看成增大压强，压强增大时平衡正向移动，导致N2O4的体积分数增大，故答案为：左；变深；增大；

（3）①反应2NO2（g）N2O4（g）的三段式为，

混合气体的物质为46g，平衡时，混合气体的相对分子质量为69，即69（1﹣2x+x）＝46，x＝mol，c（NO2）＝c（N2O4）＝＝mol/L，

② 该反应的化学平衡常数K＝＝＝60，故答案为：60；

②设平衡时N2O4的浓度为c（N2O4），向容器中加入molNO2，此时c（NO2）＝＝0.05mol/L，化学平衡常数K＝＝＝60，则c（N2O4）＝0.15mol/L，n（N2O4）＝cV＝20L×0.15mol/L＝3mol，所以应加入N2O4的物质的量为3mol﹣mol＝mol，故答案为：。