Question

17．在一定温度下，体积为2L的密闭容器中，NO₂和N₂O₄之间发生反应：
2NO₂（g）（红棕色）?N₂O₄（g）（无色），如图所示．
（1）曲线X（填“X”或“Y”）表示NO₂的物质的量随时间的变化曲线．
（2）若降低温度，则v（正）减慢，v（逆）减慢．（填“加快”或“减慢”或“不变”）．
（3）若上述反应在甲、乙两个相同容器内同时进行，分别测得甲中v（NO₂）=0.003mol/（L•s），乙中v（N₂O₄）=0.06mol/（L•min）则甲中反应更快．
（4）在0到3min中内N₂O₄的反应速率为0.05mol/（L•min）．
（5）达到反应限度时反应物的转化率为60%；此时混合气体的平均相对分子质量为75.3．

Answer 1

分析 （1）3min时Y增加0.7mol-0.4mol=0.3mol，X减少1mol-0.4mol=0.6mol，则Y与X的变化量之比为0.3mol：0.6mol=1：2；
（2）降低温度，反应速率减小；
（3）反应速率之比等于化学计量数之比，则反应速率与化学计量数的比值越大，反应速率越快；
（4）结合v=$\frac{△c}{△t}$计算；
（5）转化率=$\frac{转化的量}{开始的量}$×100%、M=$\frac{m}{n}$，以此来解答．

解答 解：（1）3min时Y增加0.7mol-0.4mol=0.3mol，X减少1mol-0.4mol=0.6mol，则Y与X的变化量之比为0.3mol：0.6mol=1：2，由2NO₂（g）?N₂O₄（g）可知，X表示NO₂的物质的量随时间的变化曲线，
故答案为：X；
（2）若降低温度，则v（正）减慢，v（逆）减慢，故答案为：减慢；减慢；
（3）测得甲中v（NO₂）=0.003mol/（L•s），乙中v（N₂O₄）=0.06mol/（L•min），则$\frac{0.003}{2}$=0.0015＞$\frac{\frac{0.06}{60}}{1}$=0.001，则甲中反应速率快，
故答案为：甲；
（4）在0到3min中内N₂O₄的反应速率为$\frac{\frac{0.3mol}{2L}}{3min}$=0.05mol/（L•min），故答案为：0.05mol/（L•min）；
（5）由上述分析可知，2NO₂（g）?N₂O₄（g）正向移动，达到反应限度时反应物的转化率为$\frac{1mol-0.4mol}{1mol}$×100%=60%；由图可知，平衡时为NO₂0.4mol、N₂O₄为0.7mol，M=$\frac{46g/mol×0.4mol+92g/mol×0.7mol}{0.4mol+0.7mol}$=75.3g/mol，此时混合气体的平均相对分子质量为75.3，
故答案为：60%；75.3．

点评 本题考查物质的量随时间的变化曲线，为高频考点，把握图中物质的量变化、反应速率的影响因素及计算、转化率及相对分子质量的计算等为解答的关键，侧重分析与应用能力的考查，综合性较强，题目难度不大．