题目内容
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的混合气体通入一定体积为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所示．（1）图中共有两条曲线X和Y，其中曲线
X
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
bd
．下列不能说明该反应已达到平衡状态的是B
B
．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相对分子质量不随时间变化而改变
（2）①前10min内用NO2表示的化学反应速率v（NO2）=
0.04
0.04
mol/（L?min）．②0～15min，反应2NO2（g）?N2O4（g）的平衡常数K（b）=
| 10 |
| 9 |
| 10 |
| 9 |
（3）反应25min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
增大NO2的浓度
增大NO2的浓度
（用文字表达）；其平衡常数K（d）=
=
K（b）（填“＞”“=”或“＜”）．（4）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
B、D
B、D
．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．
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=
计算v（NO2）；
②0～15min，根据图象求出平衡时的浓度，再根据K的表达式求出K；
（3）由曲线看出25 min时，NO2的浓度突然增大；温度不变，化学平衡常数不变；
（4）根据压强对平衡的影响分析．
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=
| △c |
| △t |
②0～15min，根据图象求出平衡时的浓度，再根据K的表达式求出K；
（3）由曲线看出25 min时，NO2的浓度突然增大；温度不变，化学平衡常数不变；
（4）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）=
=0.04mol?L-1?min-1，
②0～15min，反应2NO2（g）?N2O4（g），v（NO2）=0.6mol?L-1，v（N2O4）=0.4mol?L-1，则K=
=
=
，故答案为：
，
（3）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；温度不变，化学平衡常数不变；故答案为：增大NO2的浓度；=；
（4）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，故答案为：B、D．
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）=
| 0.4mol/L |
| 10min |
②0～15min，反应2NO2（g）?N2O4（g），v（NO2）=0.6mol?L-1，v（N2O4）=0.4mol?L-1，则K=
| v(N2O4) |
| v2(NO2) |
| 0.4 |
| 0．62 |
| 10 |
| 9 |
| 10 |
| 9 |
（3）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；温度不变，化学平衡常数不变；故答案为：增大NO2的浓度；=；
（4）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，故答案为：B、D．
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，难度中等．
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