Question

1．如图所示，A是由导热材料制成的密闭容器，B是一耐化学腐蚀且易于传热的透明气囊．关闭K₂，将各1 mol NO₂通过K₁、K₃分别充入A、B中，反应起始时A、B的体积相同均为a L．

（1）B中除了可通过观察混合气颜色不变的现象判断可逆反应2NO₂?N₂O₄已经达到平衡外，还可通过气囊不再变小的现象进行判断．
（2）若平衡后在A容器中再充入0.5molNO₂，则重新到达平衡，新平衡与旧平衡相比，下列物理量减小的有BD；
A．c（NO₂）    B．NO₂的体积分数    C．NO₂的转化率    D．$\frac{c（N{O}_{2}）}{c（{N}_{2}{O}_{4}）}$
若平衡后在B容器中再充入0.5mol NO₂，则重新到达平衡，新平衡与旧平衡相比，下列物理量增大的有D．
A．NO₂的转化率  B．混合气体的平均相对分子质量  C．$\frac{c（{N}_{2}{O}_{4}）}{{c}^{2}（N{O}_{2}）}$   D．n（NO₂）
（3）若容器A中到达平衡所需时间t s，达到平衡后容器内压强为起始压强的0.8倍，则平均化学反应速率υ（NO₂）等于$\frac{0.4}{at}$mol/（L•s）．
（4）若打开K₂，平衡后B容器的体积缩至0.4a L，则打开K₂之前，气球B体积为0.7aL．

Answer 1

分析 （1）反应达到平衡状态时，正逆反应速率相等，平衡时各种物质的物质的量、浓度等不再发生变化；
（2）若平衡后在A容器中再充入0.5molNO₂，则重新到达平衡，新平衡与旧平衡相比压强增大，平衡正向进行，根据压强对化学平衡的移动的影响因素来回答．若平衡后在B容器中再充入0.5mol NO₂，则重新到达平衡，新平衡与旧平衡相比达到相同平衡状态；
（3）反应前后气体的压强之比等于物质的量之比来回答；
（4）结合等效平衡分析，打开K₂，则相当于是在等温等压时的平衡，因此平衡是等效的．

解答 解：（1）B是一个气体压强不变的容器，所以当反应达到平衡状态时，混合气体的颜色和气囊体积不再改变，说明浓度不变，反应达到平衡状态，
故答案为：气囊不再变小；
（2）反应2NO₂?N₂O₄已经达到平衡，若平衡后在A容器中再充入0.5molNO₂，相当于增大压强，平衡正向进行，再加入气体，相当于增大压强，化学平衡正向移动，二氧化氮的百分含量会减小，
A．c（NO₂）增大，故A错误；    
B．平衡正向进行NO₂的体积分数减小，故B正确；    
C．平衡正向进行NO₂的转化率增大，故C错误；   
D．平衡正向进行$\frac{c（N{O}_{2}）}{c（{N}_{2}{O}_{4}）}$比值减小，故D正确；
故选BD．
若平衡后在B容器中再充入0.5mol NO₂，则重新到达平衡，新平衡与旧平衡相比达到相同的平衡状态，
A．达到相同的平衡状态，NO₂的转化率不变，故A错误；  
B．气体质量和物质的量都不变，混合气体的平均相对分子质量不变，故B错误；
  C．$\frac{c（{N}_{2}{O}_{4}）}{{c}^{2}（N{O}_{2}）}$  比值不变，故C错误；
 D．加入二氧化氮，二氧化氮气体物质的量n（NO₂）增大，故D正确；
故选D，
故答案为：BD；D；
（3）2NO₂?N₂O₄
初始物质的量：1          0
变化的物质的量：2x     x
平衡物质的量：1-2x     x  
则$\frac{1-2x+x}{1}$=0.8，解得x=0.2mol，
所以平均化学反应速率v（NO₂）=$\frac{0.2×2}{at}$mol/（L•s）=$\frac{0.4}{at}$mol/（L•s），
故答案为：$\frac{0.4}{at}$mol/（L•s）；
（4）打开K₂，则相当于是在等温等压时的平衡，因此平衡时等效的．由于此时反应物的物质的量是B中的二倍，所以打开K₂之前，气球B体积为（aL+0.4aL）÷2=0.7aL，
故答案为：0.7a．

点评 本题考查了化学平衡的计算等知识点，难点是根据等效平衡进行计算，题目难度中等．