题目内容

9.一定温度时,往1.0L体积固定的密闭容器中加入NO2和 N2O4各1.0mol,2min时反应N2O4(g)?2NO2(g);达到平衡(如图所示)

(1)前2min用NO2表示的反应速率为0.3mol•L-1•min-1.
(2)此温度时该可逆反应的化学平衡常数为3.66.
(3)反应进行到4min时改变条件,其浓度变化曲线如图2所示,则符合该图象的可能操作有AE.
A.减小容器的体积
B.降低体系的温度
C.固定容器的体积,充入惰性气体
D.保持压强不变,充入相同温度下已达到平衡的NO2和 N2O4的混合气体
E.保持体积不变,充入相同温度下已达到平衡的NO2和 N2O4的混合气体.

分析 (1)根据图象判断四氧化二氮的浓度变化,然后结合反应判断二氧化氮的浓度变化,再根据v=$\frac{△c}{△t}$计算出前2min用NO2表示的反应速率;
(2)结合平衡图象利用化学平衡三段式列式计算出此温度时该可逆反应的化学平衡常数;
(3)根据图象曲线变化可知,4min时四氧化二氮和二氧化氮的浓度都瞬间变为原先的2倍,之后二氧化氮浓度减小、四氧化二氮浓度增大,说明在4min时增大了压强,可以是缩小容器体积,也可以保持体积不变,充入相同温度下已达到平衡的NO2和 N2O4的混合气体,据此进行解答.

解答 解:(1)根据图象可知,平衡时N2O4的浓度变化为:1.0mol/L-0.7mol/L=0.3mol/L,根据反应N2O4(g)?2NO2(g)可知平衡时生成NO2的浓度为:0.3mol/L×2=0.6mol/L,则前2min用NO2表示的反应速率为:υ(NO2)=$\frac{0.6mol/L}{2min}$=0.3mol•L-1•min-1,
故答案为:0.3mol•L-1•min-1;
(2)N2O4(g)?2NO2(g)
初始(mol/L)  1                  1
转化(mol/L)  0.3               0.6
平衡(mol/L)  0.7               1.6
则此温度时该可逆反应的化学平衡常数为:K=$\frac{{c}^{2}(N{O}_{2})}{c({N}_{2}{O}_{4})}$=$\frac{1.{6}^{2}}{0.7}$=3.66,
故答案为:3.66;
(3)结合图象可知,4min时NO2和 N2O4的浓度瞬间都增大为原先的2倍,之后NO2浓度减小、N2O4的浓度逐渐增大,说明在4min时增大了压强,平衡向着逆向移动,可能是缩小容器体积,也可以保持体积不变,充入相同温度下已达到平衡的NO2和 N2O4的混合气体,故AE正确,
故答案为:AE.

点评 本题考查了化学平衡的计算,题目难度中等,涉及化学反应速率、化学平衡常数的计算、化学平衡及其影响,明确化学反应速率、化学平衡的概念及表达式为解答关键,注意掌握三段式在化学平衡计算中的应用方法,试题培养了学生的化学计算能力.

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