Question

7．用化学平衡理论研究2NO₂?N₂O₄的反应体系，对硝酸的工业生产有现实意义．图a和图b分别表示不同条件下在密闭容器中该反应体系的化学平衡情况．回答下列问题：
（1）该反应的平衡常数表达式为K=$\frac{c（{N}_{2}{O}_{4}）}{{c}^{2}（N{O}_{2}）}$，在密闭容器中，当其他条件不变的情况下，向已平衡的反应体系中充入N₂O₄，K不变（填“变大”、“变小”或“不变”），平衡向逆反应方向移动；
（2）图a表示恒温条件下体系中c（NO₂）的变化情况．由A₁→A₂，c（NO₂）变化的原因是容器体积减小，浓度增大；由A₂→A₃，c（NO₂）变化的原因是平衡向右移动，浓度减小；
（3）图b表示在恒压条件下，平衡体系中N₂O₄的质量分数随温度的变化情况（实线上的任意一点为对应温度下的平衡状态）．
①A、B、C、D、E各对应状态中，v（正）＞v（逆）的是E；
②维持t₁不变，E→A所需时间为x，维持t₂不变，D→C所需时间为y，则x＞y（“＜”、“＞”或“=”）．

Answer 1

分析 （1）平衡常数只随温度变化，不随物质浓度变化，加入四氧化二氮是增大生成物浓度，平衡逆向进行；
（2）反应前后是气体体积减小的反应，二氧化氮浓度急剧增大后减小，说明是缩小容器体积，增大压强平衡正向进行；
（3）①D点要达平衡，必须降低Y的百分含量，也就是逆向建立平衡，E点要到达平衡，必须升高Y的百分含量，正向建立平衡，A、B、C三点都在平衡线上，所以此三点的正逆反应速率相等；
②温度越高反应速率越大，反应达到平衡时间越短．

解答 解：（1）平衡常数只随温度变化，不随物质浓度变化，加入四氧化二氮是增大生成物浓度，平衡逆向进行，当其他条件不变的情况下，向已平衡的反应体系中充入N₂O₄，K值不变，平衡逆向进行，
故答案为：不变；逆反应；
（2）分析图象和化学方程式可知，反应前后是气体体积减小的反应，二氧化氮浓度急剧增大后减小，说明是缩小容器体积，增大压强平衡正向进行，图a表示恒温条件下体系中c（NO₂）的变化情况．由A₁→A₂，c（NO₂）变化的原因是容器体积减小，浓度增大，由A₂→A₃，c（NO₂）变化的原因是平衡向右移动，浓度减小，
故答案为：容器体积减小，浓度增大；平衡向右移动，浓度减小；
（3）①A、B、C三点都在平衡线上，所以此三点的正逆反应速率相等，D点要达平衡，必须降低Y的百分含量，也就是逆向建立平衡，从而得出v（正）＜v（逆），E点要达平衡，必须提高Y的百分含量，也就是正向建立平衡，从而得出v（正）＞v（逆）；
故答案为：E；
②温度越高反应速率越大，反应达到平衡时间越短，因为t₁＜t₂，所以x＞y，故答案为：＞．

点评 本题考查了化学平衡的建立，平衡影响因素的分析判断，图象变化曲线的特征理解应用，掌握基础是关键，题目难度中等．