Question

1．如圖所示，A是由導(dǎo)熱材料制成的密閉容器，B是一耐化學(xué)腐蝕且易于傳熱的透明氣囊．關(guān)閉K₂，將各1 mol NO₂通過(guò)K₁、K₃分別充入A、B中，反應(yīng)起始時(shí)A、B的體積相同均為a L．

（1）B中除了可通過(guò)觀察混合氣顏色不變的現(xiàn)象判斷可逆反應(yīng)2NO₂?N₂O₄已經(jīng)達(dá)到平衡外，還可通過(guò)氣囊不再變小的現(xiàn)象進(jìn)行判斷．
（2）若平衡后在A容器中再充入0.5molNO₂，則重新到達(dá)平衡，新平衡與舊平衡相比，下列物理量減小的有BD；
A．c（NO₂）    B．NO₂的體積分?jǐn)?shù)    C．NO₂的轉(zhuǎn)化率    D．$\frac{c（N{O}_{2}）}{c（{N}_{2}{O}_{4}）}$
若平衡后在B容器中再充入0.5mol NO₂，則重新到達(dá)平衡，新平衡與舊平衡相比，下列物理量增大的有D．
A．NO₂的轉(zhuǎn)化率  B．混合氣體的平均相對(duì)分子質(zhì)量  C．$\frac{c（{N}_{2}{O}_{4}）}{{c}^{2}（N{O}_{2}）}$   D．n（NO₂）
（3）若容器A中到達(dá)平衡所需時(shí)間t s，達(dá)到平衡后容器內(nèi)壓強(qiáng)為起始?jí)簭?qiáng)的0.8倍，則平均化學(xué)反應(yīng)速率υ（NO₂）等于$\frac{0.4}{at}$mol/（L•s）．
（4）若打開K₂，平衡后B容器的體積縮至0.4a L，則打開K₂之前，氣球B體積為0.7aL．

Answer 1

分析 （1）反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)時(shí)，正逆反應(yīng)速率相等，平衡時(shí)各種物質(zhì)的物質(zhì)的量、濃度等不再發(fā)生變化；
（2）若平衡后在A容器中再充入0.5molNO₂，則重新到達(dá)平衡，新平衡與舊平衡相比壓強(qiáng)增大，平衡正向進(jìn)行，根據(jù)壓強(qiáng)對(duì)化學(xué)平衡的移動(dòng)的影響因素來(lái)回答．若平衡后在B容器中再充入0.5mol NO₂，則重新到達(dá)平衡，新平衡與舊平衡相比達(dá)到相同平衡狀態(tài)；
（3）反應(yīng)前后氣體的壓強(qiáng)之比等于物質(zhì)的量之比來(lái)回答；
（4）結(jié)合等效平衡分析，打開K₂，則相當(dāng)于是在等溫等壓時(shí)的平衡，因此平衡是等效的．

解答 解：（1）B是一個(gè)氣體壓強(qiáng)不變的容器，所以當(dāng)反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)時(shí)，混合氣體的顏色和氣囊體積不再改變，說(shuō)明濃度不變，反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)，
故答案為：氣囊不再變��；
（2）反應(yīng)2NO₂?N₂O₄已經(jīng)達(dá)到平衡，若平衡后在A容器中再充入0.5molNO₂，相當(dāng)于增大壓強(qiáng)，平衡正向進(jìn)行，再加入氣體，相當(dāng)于增大壓強(qiáng)，化學(xué)平衡正向移動(dòng)，二氧化氮的百分含量會(huì)減小，
A．c（NO₂）增大，故A錯(cuò)誤；    
B．平衡正向進(jìn)行NO₂的體積分?jǐn)?shù)減小，故B正確；    
C．平衡正向進(jìn)行NO₂的轉(zhuǎn)化率增大，故C錯(cuò)誤；   
D．平衡正向進(jìn)行$\frac{c（N{O}_{2}）}{c（{N}_{2}{O}_{4}）}$比值減小，故D正確；
故選BD．
若平衡后在B容器中再充入0.5mol NO₂，則重新到達(dá)平衡，新平衡與舊平衡相比達(dá)到相同的平衡狀態(tài)，
A．達(dá)到相同的平衡狀態(tài)，NO₂的轉(zhuǎn)化率不變，故A錯(cuò)誤；  
B．氣體質(zhì)量和物質(zhì)的量都不變，混合氣體的平均相對(duì)分子質(zhì)量不變，故B錯(cuò)誤；
  C．$\frac{c（{N}_{2}{O}_{4}）}{{c}^{2}（N{O}_{2}）}$  比值不變，故C錯(cuò)誤；
 D．加入二氧化氮，二氧化氮?dú)怏w物質(zhì)的量n（NO₂）增大，故D正確；
故選D，
故答案為：BD；D；
（3）2NO₂?N₂O₄
初始物質(zhì)的量：1          0
變化的物質(zhì)的量：2x     x
平衡物質(zhì)的量：1-2x     x  
則$\frac{1-2x+x}{1}$=0.8，解得x=0.2mol，
所以平均化學(xué)反應(yīng)速率v（NO₂）=$\frac{0.2×2}{at}$mol/（L•s）=$\frac{0.4}{at}$mol/（L•s），
故答案為：$\frac{0.4}{at}$mol/（L•s）；
（4）打開K₂，則相當(dāng)于是在等溫等壓時(shí)的平衡，因此平衡時(shí)等效的．由于此時(shí)反應(yīng)物的物質(zhì)的量是B中的二倍，所以打開K₂之前，氣球B體積為（aL+0.4aL）÷2=0.7aL，
故答案為：0.7a．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了化學(xué)平衡的計(jì)算等知識(shí)點(diǎn)，難點(diǎn)是根據(jù)等效平衡進(jìn)行計(jì)算，題目難度中等．