Question

已知NO₂和N₂O₄可以相互轉(zhuǎn)化：2NO₂（g）fN₂O₄（g）△H＜0．現(xiàn)將一定量NO₂和N₂O₄的混合氣體通入一個(gè)體積為2L的恒溫密閉玻璃容器中，反應(yīng)物濃度隨時(shí)間變化關(guān)系如圖．
（1）圖中共有兩條曲線X和Y，其中曲線

 

表示NO₂濃度隨時(shí)間的變化；若在實(shí)現(xiàn)X、Y兩條曲線變化過程中，共吸收22.76KJ的熱量，則該反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為

 

．
（2）0-15min，反應(yīng)2NO₂（g）?N₂O₄（g）的平衡常數(shù)K（b）=

 

；比較N₂O₄在0-10min時(shí)平均反應(yīng)速率v₁與25-30min時(shí)平均反應(yīng)速率v₂的大小

 

．
（3）反應(yīng)25min時(shí)，若只改變了某一個(gè)條件，使曲線發(fā)生如上圖所示的變化，該條件可能是

 

（用文字表達(dá)）；其平衡常數(shù)K（d）

 

K（b）（填“＞”、“=”或“＜”）．
（4）若要達(dá)到使NO₂（g）的體積百分含量與d點(diǎn)相同的化學(xué)平衡狀態(tài)，在25min時(shí)還可以采取的措施是

 

．
A．加入催化劑； B．縮小容器體積；  C．升高溫度； D．加入一定量的N₂O₄．

Answer 1

考點(diǎn)：物質(zhì)的量或濃度隨時(shí)間的變化曲線,熱化學(xué)方程式,化學(xué)平衡的影響因素

專題：化學(xué)反應(yīng)中的能量變化,化學(xué)平衡專題

分析：（1）根據(jù)反應(yīng)方程式2NO₂（g）?N₂O₄（g）可知，NO₂的濃度變化是N₂O₄濃度變化量的2倍，據(jù)此判斷；根據(jù)X的濃度變化量，結(jié)合共吸收22.76KJ的熱量，書寫熱化學(xué)方程式；
（2）根據(jù)平衡常數(shù)表達(dá)式來求解；根據(jù)平均速率求出N₂O₄在0-10min時(shí)平均反應(yīng)速率v₁與25-30min時(shí)的大小然后比較其大�。�
（3）25min時(shí)，X的濃度增大，Y的濃度不變，只能是增大X的濃度，d點(diǎn)與b點(diǎn)的溫度相同，溫度不變平衡常數(shù)不變；
（4）要達(dá)到使NO₂（g）的體積百分含量與d點(diǎn)相同的化學(xué)平衡狀態(tài)，相當(dāng)于增大壓強(qiáng)，或者加入反應(yīng)體系中的一種物質(zhì)．

解答： 解：（1）由圖可知10-25min平衡狀態(tài)時(shí)，X表示的生成物的濃度變化量為（0.6-0.2）mol/L=0.4mol/L，Y表示的反應(yīng)物的濃度變化量為（0.6-0.4）mol/L=0.2mol/L，X表示的生成物的濃度變化量是Y表示的反應(yīng)物的濃度變化量的2倍，所以X表示NO₂濃度隨時(shí)間的變化曲線，Y表示N₂O₄濃度隨時(shí)間的變化曲線，而X的濃度的變化量為（0.7-0.2）mol/l=0.5mol/l，所以物質(zhì)的量的變化量為：0.5mol/L×2L=1mol，所以熱化學(xué)方程式中的反應(yīng)熱的值為：22.76KJ×2=45.52KJ，N₂O₄（g）?2NO₂（g），△H=+45.52kJ/mol，
故答案為：X；N₂O₄（g）?2NO₂（g），△H=+45.52kJ/mol；
（2）據(jù)圖象變化和平衡濃度計(jì)算平衡常數(shù)，15ming時(shí)反應(yīng)逆向進(jìn)行，平衡狀態(tài)c（NO₂）=0.6mol/L，c（N₂O₄）=0.4mol/L，2NO₂（g）?N₂O₄（g）的平衡常數(shù)K=

0.4

0.62

=

10

9

，v₁=

0.6-0.2

10

=0.04mol/（L?min），而v₂=

1-0.7

35-30

=0.06mol/（L?min），所以v₁＜v₂，故答案為：

10

9

；v₁＜v₂；
（3）25min時(shí)瞬間，X的濃度增大，Y的濃度不變，只能是增大X的濃度，d點(diǎn)與b點(diǎn)的溫度相同，平衡常數(shù)只受溫度影響，溫度不變平衡常數(shù)不變，故K（d）=K（b），
故答案為：增大NO₂的濃度；=；
（4）要使達(dá)到使NO₂（g）的體積百分含量與d點(diǎn)相同的化學(xué)平衡狀態(tài)，通過縮小容器體積來增大壓強(qiáng)，或者加入反應(yīng)體系中的一種物質(zhì)，故選BD．

點(diǎn)評(píng)：本題考查平衡常數(shù)、平衡移動(dòng)、平衡影響因素、化學(xué)平衡圖象等，難度中等，圖象問題解題步驟：（1）看懂圖象：①看面（即弄清縱坐標(biāo)與橫坐標(biāo)的意義）；②看線（即弄清線的走向和變化趨勢(shì)）；③看點(diǎn)（即弄清起點(diǎn)、拐點(diǎn)、交點(diǎn)、終點(diǎn)的意義）；④看是否要作輔助線（如等溫線、等壓線）；⑤看定量圖象中有關(guān)量的多少．（2）聯(lián)想規(guī)律：聯(lián)想外界條件的改變對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率和化學(xué)平衡的影響規(guī)律．