Question

11．已知NO₂和N₂O₄可以相互轉化：2NO₂（g）?N₂O₄（g）△H＜0．現(xiàn)將一定量NO₂和N₂O₄的混合氣體通入一體積為2L的恒溫密閉玻璃容器中，反應物濃度隨時間變化關系如圖所示．
（1）圖中共有兩條曲線X和Y，其中曲線X表示NO₂濃度隨時間的變化：a、b、c、d四個點中，表示化學反應處于平衡狀態(tài)的點是bd．
（2）①前10min內用NO₂表示的化學反應速率：v（NO₂）=0.04mol/（L•min）
②從圖象中分析，在25min時采取的措施是加入了0.8molNO₂．
（3）①若要達到使NO₂（g）的百分含量與d點相同的化學平衡狀態(tài)，在25min時還可以采取的措施是BD
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
②若在35min時，保持溫度不變，快速縮小玻璃容器的體積至1L，氣體的顏色變化過程是先變深后變淺．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)反應方程式2NO₂（g）?N₂O₄（g）可知，NO₂的濃度變化是N₂O₄濃度變化量的2倍，據(jù)此結合圖象中物質濃度的變化量判斷；
物質的濃度不發(fā)生變化時表示化學反應處于平衡狀態(tài)，根據(jù)圖象判斷處于平衡狀態(tài)的點；容器內混合氣體的體積不變，質量不變所以密度不變；
（2）①根據(jù)v=$\frac{△c}{△t}$計算v（NO₂）；
②由圖可知，25 min時X的濃度突然增大，Y濃度不變，應是增大X的濃度，等效為增大壓強；
（3）①A．使用催化劑不影響平衡移動；
B．縮小體積，壓強增大，平衡正向移動，二氧化氮含量減小；
C．正反應是放熱反應，升高溫度平衡逆向移動；
D．加入一定量的N₂O₄，等效為增大壓強，平衡正向移動；
②保持溫度不變，快速縮小玻璃容器的體積至1L，濃度增大，平衡向正反應方向移動．

解答 解：（1）由圖可知10-25min平衡狀態(tài)時，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表示的反應物的濃度變化量的2倍，所以X表示NO₂濃度隨時間的變化曲線，Y表示N₂O₄濃度隨時間的變化曲線；
由圖可知，10-25min及30min之后X、Y的物質的量不發(fā)生變化，則相應時間段內的點處于化學平衡狀態(tài)，故b、d處于化學平衡狀態(tài)，
故答案為：X；b和d；
（2）①X表示NO₂濃度隨時間的變化曲線，Y表示N₂O₄濃度隨時間的變化曲線．由圖可知，前10min內，NO₂的濃度變化量為（0.6-0.2）mol/L=0.4mol/L，所以υ（NO₂）=$\frac{0.4mol/L}{10min}$=0.04mol•L^-1•min^-1，
故答案為：0.04；
②在25min時，的濃度由0.6mol/L增大到1mol/L，則相當于加入了0.8mol NO₂，故答案為：加入了0.8mol NO₂；
（3）①A．使用催化劑不影響平衡移動，二氧化氮含量不變，故A錯誤；
B．縮小體積，壓強增大，平衡正向移動，二氧化氮含量減小，故B正確；
C．正反應是放熱反應，升高溫度平衡逆向移動，二氧化氮含量增大，故C錯誤；
D．加入一定量的N₂O₄，等效為增大壓強，平衡正向移動，二氧化氮含量減小，故D正確，
故答案為：BD；
 ②保持溫度不變，快速縮小玻璃容器的體積至1L，濃度增大，平衡向正反應方向移動，則先變深后變淺，故答案為：先變深后變淺．

點評 本題考查化學平衡的計算，為高考常見題型，涉及化學平衡圖象、反應速率計算等知識，題目難度中等，明確化學平衡及其影響因素為解答關鍵，注意掌握化學平衡常數(shù)、化學反應速率的概念及計算方法．