Question

【題目】已知NO2和N2O4可以相互轉(zhuǎn)化： �，F(xiàn)將一定量NO2和N2O4的混合氣體通入一體積為2 L的恒溫密閉玻璃容器中，反應(yīng)物濃度隨時(shí)間變化關(guān)系如下圖。

(1)圖中共有兩條曲線X和Y，其中曲線________表示NO2濃度隨時(shí)間的變化；a、b、c、d四個(gè)點(diǎn)中，表示化學(xué)反應(yīng)處于平衡狀態(tài)的點(diǎn)是________。下列不能說明該反應(yīng)已達(dá)到平衡狀態(tài)的是________。

A. 容器內(nèi)混合氣體的壓強(qiáng)不隨時(shí)間變化而改變

B. 容器內(nèi)混合氣體的密度不隨時(shí)間變化而改變

C．容器內(nèi)混合氣體的顏色不隨時(shí)間變化而改變

D. 容器內(nèi)混合氣體的平均分子量不隨時(shí)間變化而改變

(2)反應(yīng)25 min時(shí)，若只改變了某一個(gè)條件，使曲線發(fā)生如上圖所示的變化，該條件可能是____________________________________ (用文字表達(dá))；

(3)若要準(zhǔn)確測(cè)定NO2相對(duì)分子質(zhì)量，應(yīng)采取的有效措施是_________ （填字母序號(hào)）

A．升高溫度，降低壓強(qiáng) B．降低溫度，升高壓強(qiáng)

C．降低溫度，降低壓強(qiáng) D．升高溫度，升高壓強(qiáng)

(4)根據(jù)圖像，計(jì)算反應(yīng)在該溫度下的平衡常數(shù)K=________

(5)現(xiàn)用3.2gCu與足量的濃HNO3反應(yīng)，制得1.68 L N2O4和NO2的混合氣體(體積以標(biāo)況折算)，則含有NO2的物質(zhì)的量為____ ，化學(xué)反應(yīng)__________ （填向逆方向進(jìn)行、向正方向進(jìn)行、已達(dá)平衡）(溫度不變）。

Answer 1

【答案】X b和d B 增大NO2的濃度 A 1.1或 0.05mol 向逆方向進(jìn)行

【解析】

（1）由圖可知010min時(shí)，X表示的生成物的濃度變化量為(0.60.2)mol/L=0.4mol/L，Y表示的反應(yīng)物的濃度變化量為(0.60.4)mol/L=0.2mol/L，X表示的生成物的濃度變化量是Y表示的反應(yīng)物的濃度變化量的2倍，所以X表示NO2濃度隨時(shí)間的變化曲線，Y表示N2O4濃度隨時(shí)間的變化曲線；

由圖可知，1025min及30min之后X、Y的物質(zhì)的量不發(fā)生變化，則相應(yīng)時(shí)間段內(nèi)的點(diǎn)處于化學(xué)平衡狀態(tài)，故b、d處于化學(xué)平衡狀態(tài)；

A、恒溫恒容容器中，氣體壓強(qiáng)之比等于氣體物質(zhì)的量之比，當(dāng)容器內(nèi)壓強(qiáng)不變時(shí)，即氣體的物質(zhì)的量不變，該反應(yīng)屬于氣體非等體積反應(yīng)，因此當(dāng)容器內(nèi)混合氣體的壓強(qiáng)不隨時(shí)間變化而改變時(shí)，反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)，故A不選；

B、容器內(nèi)混合氣體的體積不變，質(zhì)量不變所以密度不變，因此，密度不能判斷平衡，故B選；

C、容器內(nèi)混合氣體的顏色不隨時(shí)間變化而改變，即NO2濃度不再變化，即該反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)，故C不選；

D、該反應(yīng)屬于氣體非等體積反應(yīng)，未達(dá)到平衡狀態(tài)時(shí)，氣體的物質(zhì)的量會(huì)變化，氣體總質(zhì)量一定，其平均分子量不變時(shí)，即氣體物質(zhì)的量不變，可判斷該反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)，故D不選；

（2）由曲線看出25min時(shí)，NO2的濃度突然增大，可知改變的條件為增大NO2的濃度；

（3）若要準(zhǔn)確測(cè)定NO2相對(duì)分子質(zhì)量，即體系中NO2百分含量越高越準(zhǔn)確，即需要改變外界條件使平衡逆向移動(dòng)，該反應(yīng)正向?yàn)榉艧岱磻?yīng)，升溫可使平衡逆向移動(dòng)，該反應(yīng)正向?yàn)闅怏w體積減小的反應(yīng)，減小壓強(qiáng)，平衡逆向移動(dòng)，綜上所述，可采取措施為：升高溫度，降低壓強(qiáng)，答案為A；

（4）以10～25min內(nèi)各物質(zhì)平衡濃度計(jì)算平衡常數(shù)，根據(jù)圖像可知，c(NO2)=0.6mol/L，c(N2O4)=0.4mol/L，由此計(jì)算K=；

（5）3.2gCu Cu與足量的濃HNO3反應(yīng)，銅完全反應(yīng)生成Cu(NO3)2，轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量×2=0.1mol，HNO3作氧化劑的部分生成NO2、N2O4，N元素化合價(jià)降低1，設(shè)n(NO2)=xmol、n(N2O4)=ymol，根據(jù)得失電子守恒，可列出方程組：

，解得，即含有NO2的物質(zhì)的量為0.05mol；濃度熵QC=，則反應(yīng)向逆方向進(jìn)行。