Question

4．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Y（填“X”或“Y”）表示NO₂的物质的量随时间的变化曲线．
（2）若升高温度，则v_（正）加快，v_（逆）加快．（填“加快”或“减慢”）．
（3）上述反应未达到平衡时，V_正（X）＞V_逆（Y）（填＜，＞或=）
（4）在0到1min中内用X表示该反应的速率是0.15mol/（L．min），该反应达限度时，Y的转化率60%，反应开始时与反应达平衡状态时的压强之比为14：11．
（5）若反应达平衡状态时再升高温度，容器内混合气体颜色加深，则正反应是放热 反应．（填“放热”或“吸热”．已知：降低温度有利于放热反应）

Answer 1

分析 （1）根据图知，随着反应进行，X的物质的量增大、Y的物质的量减小，所以X是生成物、Y是反应物，反应达到平衡时，△n（X）=（0.7-0.4）mol=0.3mol，△n（Y）=（1-0.4）mol=0.6mol，参加反应的各物质的物质的量之比等于其计量数之比，所以X、Y的计量数之比=0.3mol：0.6mol=1：2；
（2）升高温度，正逆反应速率都加快；
（3）X是四氧化二氮、Y是二氧化氮，反应过程中，X的反应速率小于Y反应速率；
（4）v=$\frac{\frac{△n}{V}}{△t}$；转化率=$\frac{参加反应的物质的量}{初始物质的量}×100%$；恒温、恒容下，气体的物质的量之比等于其压强之比；
（5）升高温度，平衡向吸热反应方向移动．

解答 解：（1）根据图知，随着反应进行，X的物质的量增大、Y的物质的量减小，所以X是生成物、Y是反应物，反应达到平衡时，△n（X）=（0.7-0.4）mol=0.3mol，△n（Y）=（1-0.4）mol=0.6mol，参加反应的各物质的物质的量之比等于其计量数之比，所以X、Y的计量数之比=0.3mol：0.6mol=1：2，根据方程式知，Y表示NO₂的物质的量随时间的变化曲线，故答案为：Y；
（2）升高温度，活化分子百分数增大，分子之间碰撞机会增大，所以正逆反应速率都加快，故答案为：加快；加快；
（3）X是四氧化二氮、Y是二氧化氮，反应过程中，平衡向生成四氧化二氮的方向移动，所以V_正（X）＞V_逆（Y），故答案为：＞；
（4）v=$\frac{\frac{△n}{V}}{△t}$=$\frac{\frac{0.3mol}{2L}}{1min}$=0.15mol/（L．min）；转化率=$\frac{参加反应的物质的量}{初始物质的量}×100%$=$\frac{0.6mol}{1mol}×100%$=60%；恒温、恒容下，气体的物质的量之比等于其压强之比，反应前混合气体物质的量=（1+0.4）mol=1.4mol，反应后混合气体物质的量=（0.4+0.7）mol=1.1mol，所以反应前与平衡时压强之比=1.4mol：1.1mol=14：11，
故答案为：0.15mol/（L．min）；60%；14：11；
（5）升高温度，平衡向吸热反应方向移动，气体颜色加深，说明平衡生成二氧化氮方向移动，则正反应是放热反应，故答案为：放热．

点评 本题考查图象分析，侧重考查学生分析判断及计算能力，涉及反应速率、转化率的计算及化学反应速率影响因素等知识点，明确图象中曲线含义及变化趋势是解本题关键，易错题是（4）题压强的计算．