Question

19．（1）用注射器吸入少量NO₂和N₂O₄的混合气体，发生如下反应：2NO₂（g）?N₂O₄（g）当活塞迅速向里推时，气体的颜色先变深，后变浅（填“变深”“变浅”或“不变”前同）；最终和最初相比，颜色最终更深（填“最初”或“最终”下同），气体的平均相对分子质量最终更大．
（2）在一定条件下，将3molA 和1mol B 两种气体混合于固定容积为2L的密闭容器中，发生如下反应：3A（g）+B（g）?xC（g）+2D（g）．2min末该反应达到平衡，生成0.8mol D，并测得C的浓度为0.2mol•L^-1．请填空：
①x=1②B的转化率为40%．
③温度降低，K值增大，则正反应是放热（填“放热”或“吸热”）反应．
④能判断该反应达到平衡状态的依据是B（填编号）
A、混合气体的密度不变
B、容器中的压强不再变化
C、生成B的反应速率是生成D的反应速率的2倍
D、单位时间内生成3molA，同时生成1molB
⑤在其他条件不变的情况下，将原容器体积扩大到4L，下列有关该体系的说法正确的是D（填编号）
A、B的浓度增大             B、正反应速率加快，逆反应速率也加快
C、C的物质的量增加         D、重新平衡时$\frac{n（A）}{n（C）}$增大．
⑥为使该反应的反应速率增大，且平衡向正反应方向移动的操作是C．
A．及时分离出C气体  B．适当升高温度
C．增大B的浓度  D．选择高效的催化剂．

Answer 1

分析 （1）减小体积，二氧化氮的浓度增大，则气体颜色加深，同时增大气体压强，根据勒夏特列原理分析平衡向气体体积减小的分析进行；
（2）①根据n=cV计算生成C的物质的量，结合D的物质的量，利用物质的量之比等于化学计量数之比计算x的值；
②根据生成的D的物质的量，利用物质的量之比等于化学计量数之比计算参加反应的B的物质的量，再利用转化率定义计算；
③降温K增大，说明降温平衡正向移动；
④可逆反应达到化学平衡状态时，正逆反应速率相等，各组分浓度保持不变，据此分析；
⑤将原容器体积扩大到4L，体积增大压强减小平衡向气体体积增大的分析进行，据此分析选项；
⑥为使该反应的反应速率增大，可采用增大压强、升高温度、加入催化剂、增大反应物浓度等方法，再结合平衡移动原理分析解答．

解答 解：（1）若向内突然推进活塞，气体的体积减小时，NO₂浓度增大，则气体颜色加深，气体体积减小，则气体压强增大，平衡向正反应方向移动，二氧化氮浓度降低，所以气体颜色变浅，先变深，一段时间后气体颜色又变浅了，但仍比第一支针筒气体的颜色深，混合气体质量不变，总物质的量减少，所以平均相对分子质量增大，
故答案为：深；浅；最终；最终；
（2））①n（C）=cV=0.2mol/L×2L=0.4mol，生成D0.8mol，物质的量之比等于化学计量数之比，所以x=1，故答案为：1；
②B的转化率α（B）=$\frac{0.4mol}{1mol}$×100%=40%，故答案为：40%；
③降温K增大，说明降温平衡正向移动，正反应放热，故答案为：放热；
④A、反应前后气体质量不变，容器体积不变所以气体的密度始终不变，故A不选；
B、反应前后气体物质的量不同，所以压强不变说明各组分浓度不变，反应达到平衡状态，故B选；
C、B是反应物D是生成物，生成D的反应速率是生成B的反应速率的2倍，说明正逆反应速率相等，反应达到平衡状态，生成B的反应速率是生成D的反应速率的2倍
不能说明正逆反应速率相同，不能说明反应达到平衡状态，故C不选；
D、AB都是反应物，单位时间内生成3molA，同时生成1molB是逆反应速率之比等于化学计量数之比，不能说明反应达到平衡状态，故D不选；
故答案为：B；
⑤x=1，将原容器体积扩大到4L，各组分浓度都减小，平衡向气体体积减小的正向移动，
A、体积增大各组分浓度都减小，所以B的浓度减少，故A错误；             
B、将原容器体积扩大到4L，各组分浓度都减小，在正逆反应速率减慢，故B错误；
C、体积增大各组分浓度都减小，压强减小平衡向气体体积减小的正向移动，C的物质的量增加，故C正确；         
D、将原容器体积扩大到4L，压强减小，平衡向气体体积减小的正向移动，A减少C增加，重新平衡时$\frac{n（A）}{n（C）}$减小，故D错误；
故答案为：C．
⑥A．及时分离除C气体平衡向右移动，但反应速率减小，故A错误；
B．反应是放热反应，适当升高温度，反应速率增大但平衡向逆反应方向移动，故B错误；
C．增大B的浓度反应速率增大，且该反应向正反应方向移动，故C正确；
D．选择高效催化剂能增大反应速率，但平衡不移动，故D错误；
故答案为：C．

点评 本题考查化学平衡的有关计算、反应速率的有关计算、平衡状态的判断、化学平衡的移动等，难度中等，注意平衡状态的判断．