题目内容

6.在恒温恒容条件下,将一定量NO2和N2O4的混合气体通入容积为2L的密闭容器中发生反应:N2O4 (g)?2NO2 (g)△H>0,反应过程中各物质的物质的量浓度c随时间t的变化关系如图所示.
(1)该温度时,该反应的平衡常数为0.9.
(2)a、b、c、d四个点中,化学反应处于平衡状态的是b、d点.
(3)25min时,增加了0.8molmolNO2(填物质的化学式)使平衡发生了移动.
(4)d点对应NO2的物质的量浓度<(填“>”、“<”或“=”)0.8mol•L-1,理由是NO2的物质的量浓度为0.8mol•L-1时,Q=1.28,大于K,反应应继续向左进行,进一步降低NO2的物质的量浓度.

分析 (1)根据图中的数据计算出平衡时各物质的浓度,再计算平衡常数;
(2)根据图象及物质的浓度不发生变化时表示化学反应处于平衡状态;
(3)c(NO2)瞬间增大,比平衡状态增加了(1-0.6)×2=0.8mol;
(4)假设平衡时二氧化氮的浓度为0.8mol•L-1,根据Qc=$\frac{{c}^{2}(N{O}_{2})}{c({N}_{2}{O}_{4})}$与K的关系判断.

解答 解:(1)由题图可知,平衡时c(NO2)=0.6mol•L-1,c(N2O4)=0.4mol•L-1,故该温度下该反应的平衡常数K=$\frac{0.{6}^{2}}{0.4}$=0.9,
故答案为:0.9;
(2)由图可知,10-25min及30min之后各物质的物质的量浓度不发生变化,则相应时间段内的点处于化学平衡状态,即b、d处于化学平衡状态,
故答案为:b、d;
(3)利用25min后的物质的浓度变化可知在25min时加入了NO2,其加入的物质的量=(1.0mol•L-1-0.6mol•L-1)×2L=0.8mol;
故答案为:0.8mol; NO2;
(4)假设平衡时二氧化氮的浓度为0.8mol•L-1,则此时Qc=$\frac{{c}^{2}(N{O}_{2})}{c({N}_{2}{O}_{4})}$=$\frac{0.{8}^{2}}{0.5}$=1.28>K=0.9,则平衡要向逆方向移动,使二氧化氮的浓度降低,所以平衡时二氧化氮的浓度小于0.8mol•L-1;
故答案为:<;NO2的物质的量浓度为0.8 mol•L-1时,Q=1.28,大于K,反应应继续向左进行,进一步降低NO2的物质的量浓度.

点评 本题考查化学反应速率及化学平衡图象,主要涉及反应速率的计算、影响平衡的因素、K的计算及应用等,明确图象中纵横坐标及点、线、面的意义是解答本题的关键,题目难度中等.

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