Question

18．已知：2NO₂（g）?N₂O₄（g）△H＜O．在恒温恒容条件下，将一定量NO₂和N₂O₄的混合气体通入容积为2L的密闭容器中，反应过程中各物质的物质的量浓度c随时间t的变化关系如图所示．
（1）a、b、c、d四个点中，化学反应处于平衡状态的是bd点．
（2）b点平衡常数的表达式为$\frac{{c}^{2}（N{O}_{2}）}{c（{N}_{2}{O}_{4}）}$
（3）b、d两点所表示的反应体系中，气体颜色由深到浅的顺序是db （填字母）．

Answer 1

分析 由图可知10-25min平衡状态时，X表示的生成物的浓度变化量为（0.6-0.2）mol/L=0.4mol/L，Y表示的反应物的浓度变化量为（0.6-0.4）mol/L=0.2mol/L，X表示的生成物的浓度变化量是Y表示的反应物的浓度变化量的2倍，所以X表示NO₂浓度随时间的变化曲线，Y表示N₂O₄浓度随时间的变化曲线，
（1）根据图象及物质的浓度不发生变化时表示化学反应处于平衡状态；
（2）平衡常数K=$\frac{生成物平衡浓度幂次方乘积}{反应物平衡浓度幂次方乘积}$；
（3）c（NO₂）越大，颜色越深；

解答 解：由图可知10-25min平衡状态时，X表示的生成物的浓度变化量为（0.6-0.2）mol/L=0.4mol/L，Y表示的反应物的浓度变化量为（0.6-0.4）mol/L=0.2mol/L，X表示的生成物的浓度变化量是Y表示的反应物的浓度变化量的2倍，所以X表示NO₂浓度随时间的变化曲线，Y表示N₂O₄浓度随时间的变化曲线，反应的化学方程式为：N₂O₄?2NO₂，
（1）由图可知，10-25min及35min之后X、Y的物质的量不发生变化，则相应时间段内的点处于化学平衡状态，即b、d处于化学平衡状态，故答案为：b、d；
（2）X表示NO₂浓度随时间的变化曲线，Y表示N₂O₄浓度随时间的变化曲线，反应的化学方程式为：N₂O₄?2NO₂，平衡常数K=$\frac{{c}^{2}（N{O}_{2}）}{c（{N}_{2}{O}_{4}）}$，
故答案为：$\frac{{c}^{2}（N{O}_{2}）}{c（{N}_{2}{O}_{4}）}$；
（3）从a到b，c（NO₂）增大，c点和d点分别是增大c（NO₂）后未达到平衡的点和平衡时的点，所以c点c（NO₂）大于d点，二氧化氮浓度越大颜色越深，故颜色由深到浅的顺序是cdba，b、d两点所表示的反应体系中气体颜色由深到浅的顺序是db，
故答案为：db．

点评 本题考查化学反应速率及化学平衡图象，注重对图象的分析，明确图象中纵横坐标及点、线、面的意义是解答本题的关键，题目难度中等．