Question

【題目】已知反應：2NO2（紅棕色）N2O4（無色） △H＜0，在100℃時，將0.40mol NO2氣體充入2L密閉容器中，每隔一段時間對該容器的物質進行測量，得到的數據如下表：

時間/s n/mol	0	20	40	60	80	100
n(NO2)	0.40	a	0.26	c	d	e
n(N2O4)	0.00	0.05	b	0.08	0.08	0.08

（1）100s后降低反應混合物的溫度，混合氣體的顏色_________（填“變淺”、“變深”或“不變”）。

（2）20至40s內，v(NO2)=__________mol/(L·s)，100℃時該反應的平衡常數K =_____________。

（3）將一定量的NO2充入密閉注射器中，圖是在拉伸和壓縮注射器的過程中氣體透光率隨時間的變化（氣體顏色越深，透光率越小）。下列說法正確的是______________

A.b點的操作是壓縮注射器

B.c點與a點相比，c(NO2)增大，c(N2O4)減小

C.若密閉注射器為絕熱容器，則T(b)＞T(c)

D.d點時v（正）＞v（逆）

（4）能說明反應2NO2（紅棕色）N2O4（無色）達平衡的是_________

A. 體系的顏色不變 B. 恒容條件下，氣體的密度不變

C. 2v正（NO2）=v逆（N2O4） D. 混合氣體的平均摩爾質量不變

Answer 1

【答案】變淺 0.001 2.78 A AD

【解析】

(1)該反應△H＜0，為放熱反應，降溫平衡右移；

(2)根據進行計算，根據K=進行計算；

(3)該反應是正反應氣體體積減小的放熱反應，壓強增大平衡雖正向移動，但二氧化氮濃度增大，混合氣體顏色變深，壓強減小平衡逆向移動，但二氧化氮濃度減小，混合氣體顏色變淺，據圖分析，b點開始是壓縮注射器的過程，氣體顏色變深，透光率變小，c點后的拐點是拉伸注射器的過程，氣體顏色變淺，透光率增大，據此分析；；

(4)化學反應達到化學平衡狀態時，正逆反應速率相等，且不等于0，各物質的濃度不再發生變化，由此衍生的一些物理量不發生變化，以此進行判斷，得出正確結論；

(1)二氧化氮為紅棕色，該反應△H＜0，為放熱反應，降溫平衡右移，二氧化氮濃度減小，混合氣體顏色變淺，故答案為：變淺；

(2)20s時生成的n(N2O4)=0.05mol，根據方程式2NO2N2O4可知消耗的二氧化氮為0.1mol，所以a=0.30mol，容器的體積為2L，所以20至40s內，v(NO2)= ；60s后N2O4的濃度不在發生變化，說明反應達到平衡，100℃時平衡時n(N2O4)=0.08mol，消耗二氧化氮為0.16mol，所以e=0.24mol，容器體積為2L，所以平衡時c(N2O4)=0.04mol/L，c(NO2)=0.12mol/L，K==，故答案為：0.001；2.78；

(3)A、b點之后，c點之前，透光率先減小，后小幅度上升，壓縮注射器后，二氧化氮濃度增大，后由于壓強增大平衡右移，二氧化氮濃度有所減小，故A正確；

B、c點是壓縮注射器后的情況，二氧化氮和四氧化二氮的濃度都增大，故B錯誤；

C、b點開始是壓縮注射器的過程，平衡正向移動，反應放熱，導致T(b)＜T(c)，故C錯誤；
D、c點后的拐點是拉伸注射器的過程，d點是平衡向氣體體積增大的逆向移動過程，所以v(逆)＞v(正)，故D錯誤；
故答案為：A；

(4)A．平衡逆向移動顏色加深，正向移動顏色變淺，故顏色不變時說明反應達到平衡，故A正確；

B．恒容條件下氣體總體積不變，總質量不變，故密度一直不變，故B錯誤；

C．反應達到平衡時v正(NO2)=v逆(NO2) ，v逆(NO2)= 2v逆(N2O4)，所以2v正(NO2)=v逆(N2O4)不能說明反應達到平衡，故C錯誤；

D．混合氣體的總質量不變，正向移動氣體物質的量減少，平均摩爾質量增大，所以平均摩爾質量不變時能說明反應達到平衡，故D正確；

故答案為AD。