Question

11．已知NO₂与N₂O₄相互转化：2NO₂（g）?N₂O₄（g）；△H=-24.2kJ/mol
在恒温下，将一定量NO₂和N₂O₄（g）的混合气体充入体积为2L的密闭容器中，其中物质的浓度随时间变化的关系如图．下列推理分析合理的是（　　）

• A． a，b，c，d四点中c_正与v_逆均相等
• B． 反应进行到10min时，体系吸收的热量为9.68kJ
• C． 前10min内，用v（NO₂）表示的该反应速率为0.02mol/L•min
• D． 25min时，导致平衡移动的原因是升温

Answer 1

分析 由图可知10-25min平衡状态时，bd点所在曲线的浓度增加量为（0.6-0.2）mol/L=0.4mol/L，c点所在曲线的浓度减少量为（0.6-0.4）mol/L=0.2mol/L，bd点所在曲线表示的生成物的浓度变化量是c点所在曲线表示的反应物的浓度变化量的2倍，所以bd点所在曲线表示NO₂浓度随时间的变化曲线，c点所在曲线表示N₂O₄浓度随时间的变化曲线；反应时NO₂浓度增大，N₂O₄浓度减小，说明反应逆向进行，
A．物质的浓度不发生变化时表示化学反应处于平衡状态；
B．根据反应中物质的量之比等于热量比来计算；
C．由图象可知，10 min内用NO₂的浓度变化量为（0.6-0.2）mol/L=0.4mol/L，根据v=$\frac{△c}{△t}$计算v（NO₂）；
D.25min时，X的浓度增大，Y的浓度不变，只能是增大X的浓度．

解答 解：由图可知10-25min平衡状态时，bd点所在曲线的浓度增加量为（0.6-0.2）mol/L=0.4mol/L，c点所在曲线的浓度减少量为（0.6-0.4）mol/L=0.2mol/L，bd点所在曲线表示的生成物的浓度变化量是c点所在曲线表示的反应物的浓度变化量的2倍，所以bd点所在曲线表示NO₂浓度随时间的变化曲线，c点所在曲线表示N₂O₄浓度随时间的变化曲线；反应时NO₂浓度增大，N₂O₄浓度减小，说明反应逆向进行，
A．由图可知，10-25min及35min之后NO₂和N₂O₄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，即b、d处于化学平衡状态，故A错误；
B．由图可知10-25min平衡状态时，反应消耗的N₂O₄浓度为0.2mol/L，则其物质的量为0.2mol/L×2L=0.4mol，反应逆向进行，要吸收热量，则反应吸收的热量为0.4mol×24.2kJ/mol=9.68kJ，故B正确；
C．由图象可知，10 min内用NO₂的浓度变化量为（0.6-0.2）mol/L=0.4mol/L，故v（NO₂）=$\frac{0.4moL/L}{10min}$=0.04mol/（L•min），故C错误；
D.25min时，X的浓度增大，Y的浓度不变，只能是增大X的浓度，所以曲线发生变化的原因是增加NO₂浓度，故D错误；
故选B．

点评 本题考查化学反应速率及化学平衡图象，题目难度中等，注意明确曲线的变化趋势，正确判断外界条件对平衡移动的影响，明确图象中纵横坐标及点、线、面的意义，试题培养了学生的分析能力及化学计算能力．