Question

8．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1L的恒温密闭容器中发生上述反应，反应物浓度随时间变化关系如下图所示．X与Y两条曲线中，Y表示N₂O₄浓度随时间的变化
（1）前10min内用NO₂表示反应的平均速率v （NO₂）=0.04mol/（L•min）；
上述反应的平衡常数K=1.1．
（2）下列能说明反应达到平衡状态的是AB
A．体系的颜色不再改变                 B．混合气体的压强不再改变
C．混合气体的密度不再改变             D．2v （NO₂）=v（N₂O₄）
（3）反应进行到15min时，曲线发生变化的原因是增大容器体积．
（4）若要使上述反应的平衡常数增大，可采取的措施是C
A．加入催化剂                        B．缩小容器容积
C．降低温度                          D．再加入一定量的NO₂．

Answer 1

分析 （1）由图象可知达到10min时X的物质的量浓度变化为0.2，Y变化为0.1．则X为NO₂，Y为N₂O₄，发生N₂O₄（g）?2NO₂（g）△H＞0，结合平衡浓度计算；
（2）达到平衡状态时，正逆反应速率相等，各物质的浓度不变，含量不变；
（3）反应进行至15min时，反应物和生成物浓度都减少，说明容器体积增大
（4）化学平衡常数只与温度有关．

解答 解：（1）根据图象中物质浓度变化知，反应物是四氧化二氮、生成物是二氧化氮，v（NO₂）=$\frac{0.6mol/L-0.2mol/L}{10min}$=0.04mol/（L•min），
由图象可知达到10min时X的物质的量浓度变化为0.2，Y变化为0.1．则X为NO₂，Y为N₂O₄，发生N₂O₄（g）?2NO₂（g）△H＞0，
平衡时c（NO₂）=0.8mol/L，c（N₂O₄）=0.6mol/L，平衡常数K=$\frac{0．{8}^{2}}{0.6}$=1.1，
故答案为：0.04；1.1；
（2）A．体系的颜色不再改变，说明浓度不变，可说明达到平衡状态，故A正确；
B．反应前后体积不等，混合气体的压强不再改变，可说明达到平衡状态，故B正确；
C．因体积、质量不变，则混合气体的密度不再改变不能说明达到平衡状态，故C错误；            
D．2v （NO₂）=v（N₂O₄），不能说明正逆反应速率相等，故D错误．
故答案为：A B；
（3）反应进行至15min时，反应物和生成物浓度都减少，说明容器体积增大，故答案为：增大容器体积；
（4）化学平衡常数只与温度有关，所以要改变平衡常数自由改变温度，故答案为：C．

点评 本题考查了化学平衡的有关计算，为高考常见题型，侧重考查学生的分析、计算能力，会根据化学平衡常数进行有关计算，注意反应方向的判断，根据浓度变化量确定反应方向，为易错点．