Question

9．一定溫度時，往1.0L體積固定的密閉容器中加入NO₂和 N₂O₄各1.0mol，2min時反應N₂O₄（g）?2NO₂（g）；達到平衡（如圖所示）

（1）前2min用NO₂表示的反應速率為0.3mol•L^-1•min^-1．
（2）此溫度時該可逆反應的化學平衡常數為3.66．
（3）反應進行到4min時改變條件，其濃度變化曲線如圖2所示，則符合該圖象的可能操作有AE．
A．減小容器的體積
B．降低體系的溫度
C．固定容器的體積，充入惰性氣體
D．保持壓強不變，充入相同溫度下已達到平衡的NO₂和 N₂O₄的混合氣體
E．保持體積不變，充入相同溫度下已達到平衡的NO₂和 N₂O₄的混合氣體．

Answer 1

分析 （1）根據圖象判斷四氧化二氮的濃度變化，然后結合反應判斷二氧化氮的濃度變化，再根據v=$\frac{△c}{△t}$計算出前2min用NO₂表示的反應速率；
（2）結合平衡圖象利用化學平衡三段式列式計算出此溫度時該可逆反應的化學平衡常數；
（3）根據圖象曲線變化可知，4min時四氧化二氮和二氧化氮的濃度都瞬間變為原先的2倍，之后二氧化氮濃度減小、四氧化二氮濃度增大，說明在4min時增大了壓強，可以是縮小容器體積，也可以保持體積不變，充入相同溫度下已達到平衡的NO₂和 N₂O₄的混合氣體，據此進行解答．

解答 解：（1）根據圖象可知，平衡時N₂O₄的濃度變化為：1.0mol/L-0.7mol/L=0.3mol/L，根據反應N₂O₄（g）?2NO₂（g）可知平衡時生成NO₂的濃度為：0.3mol/L×2=0.6mol/L，則前2min用NO₂表示的反應速率為：υ（NO₂）=$\frac{0.6mol/L}{2min}$=0.3mol•L^-1•min^-1，
故答案為：0.3mol•L^-1•min^-1；
（2）N₂O₄（g）?2NO₂（g）
初始（mol/L）  1                  1
轉化（mol/L）  0.3               0.6
平衡（mol/L）  0.7               1.6
則此溫度時該可逆反應的化學平衡常數為：K=$\frac{{c}^{2}（N{O}_{2}）}{c（{N}_{2}{O}_{4}）}$=$\frac{1．{6}^{2}}{0.7}$=3.66，
故答案為：3.66；
（3）結合圖象可知，4min時NO₂和 N₂O₄的濃度瞬間都增大為原先的2倍，之后NO₂濃度減小、N₂O₄的濃度逐漸增大，說明在4min時增大了壓強，平衡向著逆向移動，可能是縮小容器體積，也可以保持體積不變，充入相同溫度下已達到平衡的NO₂和 N₂O₄的混合氣體，故AE正確，
故答案為：AE．

點評 本題考查了化學平衡的計算，題目難度中等，涉及化學反應速率、化學平衡常數的計算、化學平衡及其影響，明確化學反應速率、化學平衡的概念及表達式為解答關鍵，注意掌握三段式在化學平衡計算中的應用方法，試題培養了學生的化學計算能力．