Question

將一定量NO2和N2O4的混合氣體通入體積為2 L的恒溫密閉容器中，各物質濃度隨時間變化的關系如圖1所示。

 

請回答：

(1)圖l中，曲線________(填“X”或“Y”)表示NO2濃度隨時間的變化情況；前10 min內v(NO2)＝________mol/(L·min)。

(2)下列選項中不能說明該反應已達到平衡狀態(tài)的是________(填選項字母)。

A．容器內混合氣體的壓強不隨時間變化而改變

B．容器內混合氣體的密度不隨時間變化而改變

C．容器內混合氣體的顏色不隨時間變化而改變

D．容器內混合氣體的平均相對分子質量不隨時間變化而變化

(3)反應進行到10 min時，共吸收熱量22.76 kJ，則該反應的熱化學方程式為_________________________________；該反應的平衡常數K＝________。

(4)反應進行到20 min時，再向容器內充入一定量NO2,10 min后達到新的平衡，此時測得c(NO2)＝0.9 mol/L。

①第一次平衡時混合氣體中NO2的體積分數為ω1，達到新平衡后混合氣體中NO2的體積分數為ω2，則ω1________ω2(填“>”、“＝”或“<”)；

②請在圖2中畫出20 min后各物質的濃度隨時間變化的曲線(曲線上必須標出“X”和“Y”)。

 

Answer 1

(1)X　0.04　(2)B

(3)N2O4(g) 2NO(g)　ΔH＝＋56.9kJ/mol　0.9

(4)①>　②

 

注：每條曲線包括起點、終點、“X”和“Y”標注等。

【解析】(1)相同時間內X與Y的濃度變化量之比為2：1，故X應表示NO2。根據v＝可知，v(NO2)＝＝0.04 mol/(L·min)。

(2)對于反應N2O4(g)??2NO2(g)，恒容條件下，壓強、顏色、氣體的平均相對分子質量()均為變量，密度()是定值，故A、C、D均可說明該反應已達平衡，只有B不能說明。

(3)反應進行到10 min時N2O4消耗0.4 mol，吸收22.76 kJ熱量，則反應消耗1 mol N2O4時，吸收56.9 kJ熱量；平衡常數K＝＝0.9。

(4)平衡后再向容器內充入一定量NO2，相當于增大平衡體系的壓強，促使反應N2O4(g) 2NO2(g)的平衡左移；溫度不變，平衡常數不變，則0.9＝，即達到新平衡時c(N2O4)＝0.9 mol/L。第二次平衡時NO2的體積分數ω2＝×100%＝50%；第一次平衡時NO2的體積分數ω1＝×100%＝60%。由此得出ω1>ω2。