Question

【題目】已知NO2和N2O4可以相互轉化：反應2NO2（g）N2O4（g）△H＝﹣57.2kJ/mol。

（1）一定溫度下，現將1molN2O4充入一恒壓密閉容器中，下列示意圖正確且能說明反應達到平衡狀態的是___（填序號，下同）。

（2）若反應2NO2（g）N2O4（g）在體積為1L的恒容密閉容器中進行，保持溫度不變，達到平衡后，向反應容器中再充入少量N2O4，平衡向___移動（填“左”、“右”或“不”），重新平衡后和原平衡相比，混合氣體顏色___（填“變深”“變淺”或“不變”），N2O4 的體積分數___（填“增大”、“減小”或“不變”）。

（3）一定溫度下，向容積為20L的密閉容器中充入1molNO2氣體，發生反應2NO2（g）N2O4（g），反應中測得相關數據如表所示：

反應時間/min	0	10	20	30	40	50
氣體相對分子質量	46	57	64	69	69	69

①此條件下該反應的化學平衡常數K＝___。

②在50min末，向容器中加入molNO2，若要保持平衡不發生移動，應加入N2O4為___mol。

Answer 1

【答案】①④ 左 變深 增大 60

【解析】

（1）未達到平衡狀態時體系中某些值是不斷變化的，當這些值不變時可說明反應達到平衡狀態；

（2）二氧化氮氣體為紅棕色，若二氧化氮濃度增大，則顏色加深；

（3）①平衡常數K=；

②濃度商等于平衡常數時平衡不發生移動；

（1）a.該反應是體積變化的反應，密閉容器中氣體質量不變，所以密度不變，說明達到了平衡狀態，故①正確；

b.反應熱△H與化學反應方程式有關，是不變化的，所以△H始終不變，不能判斷是否達到平衡狀態，故②錯誤；

c.根據正反應速率大小關系，無法判斷同一物質的正逆反應速率是否相等，故③錯誤；

d.四氧化二氮的轉化率不變，說明四氧化二氮的濃度不變，說明反應達到了平衡狀態，故④正確；

故答案為：①④；

（2）可逆反應為2NO2（g）N2O4（g），達到平衡后，向反應容器中再充入少量N2O4，生成物濃度增大，平衡向左移動，c（NO2）增大，混合氣體顏色變深，恒容密閉容器中體積不變時可看成增大壓強，壓強增大時平衡正向移動，導致N2O4的體積分數增大，故答案為：左；變深；增大；

（3）①反應2NO2（g）N2O4（g）的三段式為，

混合氣體的物質為46g，平衡時，混合氣體的相對分子質量為69，即69（1﹣2x+x）＝46，x＝mol，c（NO2）＝c（N2O4）＝＝mol/L，

② 該反應的化學平衡常數K＝＝＝60，故答案為：60；

②設平衡時N2O4的濃度為c（N2O4），向容器中加入molNO2，此時c（NO2）＝＝0.05mol/L，化學平衡常數K＝＝＝60，則c（N2O4）＝0.15mol/L，n（N2O4）＝cV＝20L×0.15mol/L＝3mol，所以應加入N2O4的物質的量為3mol﹣mol＝mol，故答案為：。