Question

13．已知NO₂和N₂O₄可以相互转化：2NO₂（g）??N₂O₄（g）△H＜0．现将一定量NO₂和N₂O₄的混合气体通入体积为2L的恒温密闭玻璃容器中，反应物浓度随时间变化关系如图．

（1）图中共有两条曲线X和Y，其中曲线X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bd．下列不能说明该反应已达到平衡状态的是B．
A．容器内混合气体的压强不随时间变化而变化
B．容器内混合气体的密度不随时间变化而变化
C．容器内混合气体的颜色不随时间变化而变化
D．容器内混合气体的平均相对分子质量不随时间变化而变化
（2）①前10min内用NO₂表示的化学反应速率v（NO₂）=0.04mol•L^-1•min^-1．
②反应25min时，若只改变了某一个条件，使曲线发生如图所示的变化，该条件可能是增大二氧化氮浓度（用文字表达），若要达到使NO₂（g）的百分含量与d点相同的化学平衡状态，在25min时还可以采取的措施是BD．
A．加入催化剂    B．缩小容器体积   C．升高温度    D．加入一定量的N₂O₄．

Answer 1

分析 （1）根据反应方程式2NO₂（g）?N₂O₄（g）可知，NO₂的浓度变化是N₂O₄浓度变化量的2倍，据此结合图象中物质浓度的变化量判断；
物质的浓度不发生变化时表示化学反应处于平衡状态，根据图象判断处于平衡状态的点；容器内混合气体的体积不变，质量不变所以密度不变；
（2）①根据v=$\frac{△c}{△t}$计算v（NO₂）；
②由曲线看出25 min时，NO₂的浓度突然增大；
根据压强对平衡的影响分析．

解答 解：（1）由图可知10-25min平衡状态时，X表示的生成物的浓度变化量为（0.6-0.2）mol/L=0.4mol/L，Y表示的反应物的浓度变化量为（0.6-0.4）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，10-25min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，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；
故答案为：X；bd；B；
（2）①X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，前10min内，NO₂的浓度变化量为（0.6-0.2）mol/L=0.4mol/L，所以υ（NO₂）=$\frac{0.4mol/L}{10min}$=0.04mol•L^-1•min^-1，
故答案为：0.04；
②由曲线看出25 min时，NO₂的浓度突然增大，可知改变的条件为增大NO₂的浓度；
因在25 min时，增大了NO₂的浓度，相当于增大了压强，平衡右移，d点时NO₂的百分含量小于b时NO₂百分含量，要使25 min时改变条件达到使NO₂（g）的百分含量与d点相同的化学平衡状态，可加压，加入一定量的N₂O₄，也相当于加压，则BD符合；
故答案为：增大NO₂的浓度；BD．

点评 本题考查改变外界条件对化学反应速率及化学平衡的影响、化学平衡图象、反应速率计算等，明确外界条件对化学反应速率影响原理及平衡移动影响原理是解本题关键，注意：只有反应前后改变的物理量不变时可逆反应才能达到平衡状态．