Question

8．在恒温下的密闭容器中，有可逆反应2NO₂?N₂O₄+热量，下列能说明反应达到了平衡状态的是（　　）
①NO₂结合生成N₂O₄的速率与N₂O₄分解生成NO₂速率相等时
②C（NO₂）=C（N₂O₄）时      
③N₂O₄ 处于不再分解时
④NO₂的分子数与N₂O₄ 分子数比为2：1时    
⑤体系颜色深浅不再发生改变时
⑥反应器中压强不再随时间变化时   
⑦混合气体的平均分子量保持不变时
⑧混合气体的密度保持不变时．

• A． ①③⑤⑧
• B． ②④⑥⑧
• C． ③⑤⑦
• D． ⑤⑥⑦

Answer 1

分析 可逆反应2NO₂?N₂O₄为气体体积缩小的反应，该反应达到化学平衡状态时，正逆反应速率相等，各物质的浓度、百分含量不再发生变化，由此衍生的一些物理量不发生变化，以此进行判断．

解答 解：①NO₂生成N₂O₄的速率与N₂O₄分解生成NO₂速率相等，反应速率之比与化学计量数之比不等，则正逆反应速率不等，说明此时没有达到平衡状态，故①错误；
②平衡时各物质的浓度关系取决于物质的起始物质的量和转化率，故c（NO₂）=c（N₂O₄）时无法判断各组分的浓度是否继续变化，则不能说明反应达到平衡状态，故②错误；
③该反应为可逆反应，N₂O₄分解的同时也有N₂O₄的生成，不存在N₂O₄不再分解的情况，故③错误；
④平衡时各物质的分子数之比取决于物质的起始物质的量和转化率，故NO₂的分子数与N₂O₄分子数比为2：1时不能说明反应达到平衡状态，故④错误；
⑤NO₂为红棕色气体，N₂O₄为无色气体，则体系颜色深浅不再发生改变时，说明各组分的浓度不再变化，该反应已经达到平衡状态，故⑤正确；
⑥反应前后气体的体积不等，若反应器中压强不再随时间变化时能说明反应达到平衡状态，故⑥正确；
⑦平均分子量=$\frac{{m}_{总}}{{n}_{总}}$，反应前后气体总质量不变，而总物质的量发生变化，若混合气体的平均分子量保持不变时，能说明反应达到平衡状态，故⑦正确；
⑧ρ=$\frac{m}{V}$，气体的总质量不变，容器容积不变，则混合气体的密度始终不变，不能根据密度判断平衡状态，故⑧错误；
根据分析可知，能说明反应达到平衡状态的是⑤⑥⑦，
故选D．

点评 本题考查了化学平衡状态的判断，题目难度不大，明确化学平衡状态的特征为解答关键，注意该反应中二氧化氮为有色气体，可根据反应前后气体颜色是否变化判断平衡状态．