Question

16．已知NO₂和N₂O₄之间发生可逆反应：2NO₂（g）（红棕色）═N₂O₄（g） （无色）
（1）在烧瓶A和B中盛有相同浓度的NO₂与N₂O₄的混合气体，中间用止水夹夹紧，浸入到盛有水的烧杯中，如图1所示．

分别向两个烧杯中加入浓硫酸和NH₄NO₃固体，观察到的现象是：A中气体红棕色加深B中红棕色变浅．这说明，当条件改变时，原来的化学平衡将被破坏，并在新的条件下建立起新的平衡，即发生化学平衡移动．
（2）图2是在一定温度下，某固定容积的密闭容器中充入一定量的NO₂气体后，反应速率（v）与时间（t）的关系曲线．下列叙述正确的是a c e．
a．t₁时，反应未达到平衡，NO₂浓度在减小
b．t₂时，反应达到平衡，反应不再进行
c．t₂～t₃，各物质浓度不再变化
d．t₂～t₃，各物质的浓度相等
e．0～t₂，N₂O₄浓度增大
f．反应过程中气体的颜色不变
（3）某容积2L的密闭容器中充入一定量的NO₂和N₂O₄的混合气体，在一定温度压强下，两者物质的量随时间变化如图3所示．
①表示NO₂变化的曲线是Y （填“X”或“Y”）．
②在0到1min内用Y的浓度变化表示的该反应的反应速率是0.3 mol•L^-1•min^-1．

Answer 1

分析 （1）浓硫酸溶解时放出热量，导致溶液的温度升高，硝酸铵溶解时吸收热量，导致溶液的温度降低，升高温度平衡向吸热方向移动，降低温度，平衡向放热方向移动；
（2）图2是在一定温度下充入一定量的NO₂气体后，发生反应2NO₂（g）?N₂O₄（g），当正逆反应速率相等时平衡达平衡，据此分析解答；
（3）①根据化学反应：N₂O_4（g）?2NO₂ （g），NO₂的物质的量变化是N₂O₄的2倍，据此分析；
②根据v=$\frac{△c}{△t}$来计算化学反应速率．

解答 解：（1）浓硫酸溶解时放出热量，导致溶液的温度升高，反应2NO₂（g）?N₂O₄（g）是放热反应，升高温度，平衡向逆反应方向移动，二氧化氮气体浓度增大，气体颜色加深；硝酸铵溶解时吸收热量，导致溶液的温度降低，反应2NO₂（g）?N₂O₄（g）是放热反应，降低温度，平衡向正反应方向移动，二氧化氮浓度降低，所以气体颜色变浅；故答案为：红棕色变浅；化学平衡移动；
（2）a．t₁时，正反应速率大于逆反应速率，则反应未达到平衡，平衡向正反应进行，所以NO₂浓度在减小，故正确；
b．t₂时，正逆反应速率相等时平衡达平衡，但为动态平衡，没有停止，故错误；
c．t₂～t₃，各物质浓度不再变化，正逆反应速率相等时平衡达平衡，故正确；
d．t₂～t₃，正逆反应速率相等时平衡达平衡，各物质的浓度不一定相等，故错误；
e．0～t₂，正反应速率大于逆反应速率，则反应未达到平衡，平衡向正反应进行，所以N₂O₄浓度增大，故正确；
f．反应过程中，N₂O₄浓度增大，气体的颜色增大，故错误；
故选：a c e；
（3）①因为化学反应：N₂O_4（g）?2NO₂ （g），所以NO₂的物质的量变化是N₂O₄的2倍，则表示NO₂变化的曲线是Y，故答案为：Y；
②在0到1min内用Y的浓度变化表示的该反应的反应速率v=$\frac{△c}{△t}$=$\frac{\frac{1-0.4}{2}}{1}$=0.3mol•L^-1•min^-1，故答案为：0.3．

点评 本题考查了学生影响化学平衡移动的因素以及化学反应速率的计算知识，属于基本知识的考查，难度不大．