Question

13．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．

（1）图中共有两条曲线X和Y，其中曲线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．
（2）前10min内用NO₂表示的化学反应速率v（NO₂）=0.04mol•L^-1•min^-1．
（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（用文字表达），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BD．
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．

Answer 1

分析 （1）由2NO₂（g）?N₂O₄（g），可知△c（NO₂）=2△c（N₂O₄），结合图象中物质浓度的变化量判断；
可逆反应到达平衡时，各物质的浓度不发生变化；
（2）根据v=$\frac{△c}{△t}$计算v（NO₂）；
（3）由图可知，25 min时X的浓度突然增大，Y浓度不变，应是增大X的浓度，等效为增大压强，平衡正向移动，到达新平衡时二氧化氮的含量减小．
A．使用催化剂不影响平衡移动；
B．缩小体积，压强增大，平衡正向移动，二氧化氮含量减小；
C．正反应是放热反应，升高温度平衡逆向移动；
D．加入一定量的N₂O₄，等效为增大压强，平衡正向移动．

解答 解：（1）由图可知0-10min内，X的浓度变化量为（0.6-0.2）mol/L=0.4mol/L，Y的浓度变化量为（0.6-0.4）mol/L=0.2mol/L，由2NO₂（g）?N₂O₄（g），可知△c（NO₂）=2△c（N₂O₄），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，
故答案为：X；bd；
（2）X表示NO₂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）=$\frac{0.4mol/L}{10min}$=0.04mol•L^-1•min^-1，
故答案为：0.04；
（3）由图可知，25 min时X的浓度突然增大，Y浓度不变，应是增大X的浓度，等效为增大压强，平衡正向移动，到达新平衡时二氧化氮的含量减小，即d点二氧化氮含量小于10-25min平衡阶段二氧化氮的含量．
A．使用催化剂不影响平衡移动，二氧化氮含量不变，故A错误；
B．缩小体积，压强增大，平衡正向移动，二氧化氮含量减小，故B正确；
C．正反应是放热反应，升高温度平衡逆向移动，二氧化氮含量增大，故C错误；
D．加入一定量的N₂O₄，等效为增大压强，平衡正向移动，二氧化氮含量减小，故D正确，
故答案为：增大NO₂的浓度；BD．

点评 本题考查化学平衡计算与影响因素、化学平衡图象等，（3）为易错点，学生容易认为d点二氧化氮浓度大，则二氧化氮含量高，难度中等．