Question

11．已知NO₂和N₂O₄可以相互转化：2NO₂（g）?N₂O₄（g）△H＜0．现将一定量NO₂和N₂O₄的混合气体通入一体积为2L的恒温密闭玻璃容器中，反应物浓度随时间变化关系如图所示．
（1）图中共有两条曲线X和Y，其中曲线X表示NO₂浓度随时间的变化：a、b、c、d四个点中，表示化学反应处于平衡状态的点是bd．
（2）①前10min内用NO₂表示的化学反应速率：v（NO₂）=0.04mol/（L•min）
②从图象中分析，在25min时采取的措施是加入了0.8molNO₂．
（3）①若要达到使NO₂（g）的百分含量与d点相同的化学平衡状态，在25min时还可以采取的措施是BD
A．加入催化剂  B．缩小容器体积C．升高温度  D．加入一定量的N₂O₄
②若在35min时，保持温度不变，快速缩小玻璃容器的体积至1L，气体的颜色变化过程是先变深后变浅．

Answer 1

分析 （1）根据反应方程式2NO₂（g）?N₂O₄（g）可知，NO₂的浓度变化是N₂O₄浓度变化量的2倍，据此结合图象中物质浓度的变化量判断；
物质的浓度不发生变化时表示化学反应处于平衡状态，根据图象判断处于平衡状态的点；容器内混合气体的体积不变，质量不变所以密度不变；
（2）①根据v=$\frac{△c}{△t}$计算v（NO₂）；
②由图可知，25 min时X的浓度突然增大，Y浓度不变，应是增大X的浓度，等效为增大压强；
（3）①A．使用催化剂不影响平衡移动；
B．缩小体积，压强增大，平衡正向移动，二氧化氮含量减小；
C．正反应是放热反应，升高温度平衡逆向移动；
D．加入一定量的N₂O₄，等效为增大压强，平衡正向移动；
②保持温度不变，快速缩小玻璃容器的体积至1L，浓度增大，平衡向正反应方向移动．

解答 解：（1）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；
由图可知，10-25min及30min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，故b、d处于化学平衡状态，
故答案为：X；b和d；
（2）①X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．由图可知，前10min内，NO₂的浓度变化量为（0.6-0.2）mol/L=0.4mol/L，所以υ（NO₂）=$\frac{0.4mol/L}{10min}$=0.04mol•L^-1•min^-1，
故答案为：0.04；
②在25min时，的浓度由0.6mol/L增大到1mol/L，则相当于加入了0.8mol NO₂，故答案为：加入了0.8mol NO₂；
（3）①A．使用催化剂不影响平衡移动，二氧化氮含量不变，故A错误；
B．缩小体积，压强增大，平衡正向移动，二氧化氮含量减小，故B正确；
C．正反应是放热反应，升高温度平衡逆向移动，二氧化氮含量增大，故C错误；
D．加入一定量的N₂O₄，等效为增大压强，平衡正向移动，二氧化氮含量减小，故D正确，
故答案为：BD；
 ②保持温度不变，快速缩小玻璃容器的体积至1L，浓度增大，平衡向正反应方向移动，则先变深后变浅，故答案为：先变深后变浅．

点评 本题考查化学平衡的计算，为高考常见题型，涉及化学平衡图象、反应速率计算等知识，题目难度中等，明确化学平衡及其影响因素为解答关键，注意掌握化学平衡常数、化学反应速率的概念及计算方法．