Question

4．在一定溫度下，體積為2L的密閉容器中，NO₂和N₂O₄之間發生反應：2NO₂（g）（紅棕色）═N₂O₄（g） （無色），如圖所示．
（1）曲線Y（填“X”或“Y”）表示NO₂的物質的量隨時間的變化曲線．
（2）若升高溫度，則v_（正）加快，v_（逆）加快．（填“加快”或“減慢”）．
（3）上述反應未達到平衡時，V_正（X）＞V_逆（Y）（填＜，＞或=）
（4）在0到1min中內用X表示該反應的速率是0.15mol/（L．min），該反應達限度時，Y的轉化率60%，反應開始時與反應達平衡狀態時的壓強之比為14：11．
（5）若反應達平衡狀態時再升高溫度，容器內混合氣體顏色加深，則正反應是放熱 反應．（填“放熱”或“吸熱”．已知：降低溫度有利于放熱反應）

Answer 1

分析 （1）根據圖知，隨著反應進行，X的物質的量增大、Y的物質的量減小，所以X是生成物、Y是反應物，反應達到平衡時，△n（X）=（0.7-0.4）mol=0.3mol，△n（Y）=（1-0.4）mol=0.6mol，參加反應的各物質的物質的量之比等于其計量數之比，所以X、Y的計量數之比=0.3mol：0.6mol=1：2；
（2）升高溫度，正逆反應速率都加快；
（3）X是四氧化二氮、Y是二氧化氮，反應過程中，X的反應速率小于Y反應速率；
（4）v=$\frac{\frac{△n}{V}}{△t}$；轉化率=$\frac{參加反應的物質的量}{初始物質的量}×100%$；恒溫、恒容下，氣體的物質的量之比等于其壓強之比；
（5）升高溫度，平衡向吸熱反應方向移動．

解答 解：（1）根據圖知，隨著反應進行，X的物質的量增大、Y的物質的量減小，所以X是生成物、Y是反應物，反應達到平衡時，△n（X）=（0.7-0.4）mol=0.3mol，△n（Y）=（1-0.4）mol=0.6mol，參加反應的各物質的物質的量之比等于其計量數之比，所以X、Y的計量數之比=0.3mol：0.6mol=1：2，根據方程式知，Y表示NO₂的物質的量隨時間的變化曲線，故答案為：Y；
（2）升高溫度，活化分子百分數增大，分子之間碰撞機會增大，所以正逆反應速率都加快，故答案為：加快；加快；
（3）X是四氧化二氮、Y是二氧化氮，反應過程中，平衡向生成四氧化二氮的方向移動，所以V_正（X）＞V_逆（Y），故答案為：＞；
（4）v=$\frac{\frac{△n}{V}}{△t}$=$\frac{\frac{0.3mol}{2L}}{1min}$=0.15mol/（L．min）；轉化率=$\frac{參加反應的物質的量}{初始物質的量}×100%$=$\frac{0.6mol}{1mol}×100%$=60%；恒溫、恒容下，氣體的物質的量之比等于其壓強之比，反應前混合氣體物質的量=（1+0.4）mol=1.4mol，反應后混合氣體物質的量=（0.4+0.7）mol=1.1mol，所以反應前與平衡時壓強之比=1.4mol：1.1mol=14：11，
故答案為：0.15mol/（L．min）；60%；14：11；
（5）升高溫度，平衡向吸熱反應方向移動，氣體顏色加深，說明平衡生成二氧化氮方向移動，則正反應是放熱反應，故答案為：放熱．

點評 本題考查圖象分析，側重考查學生分析判斷及計算能力，涉及反應速率、轉化率的計算及化學反應速率影響因素等知識點，明確圖象中曲線含義及變化趨勢是解本題關鍵，易錯題是（4）題壓強的計算．