Question

【題目】在一定溫度下，體積為2 L的密閉容器中，NO2和N2O4之間發(fā)生反應：2NO2(g)(紅棕色)N2O4(g)(無色)，如圖所示。

(1)曲線________(填“X”或“Y”)表示N2O4的物質的量隨時間的變化曲線。

(2)3 min內，以X的濃度變化表示的平均反應速率為_____________。

(3)下列措施能使該反應速率加快的是________(用序號回答)。

①升高溫度 ②減小容器體積 ③通入N2O4 ④通入Ar使壓強增大 ⑤通入HCl氣體

(4)下列敘述能說明該反應已達到化學平衡狀態(tài)的是____________(填標號)。

A．容器內壓強不再發(fā)生變化

B．混合氣體的密度不變

C．容器內混合氣體原子總數(shù)不變

D．混合氣體的平均相對分子質量不變

E．v(NO2)=2v(N2O4)

F．相同時間內消耗n mol的Y的同時消耗2n mol的X

Answer 1

【答案】Y 0.1 mol/(Lmin) ①②③ A、D、F

【解析】

(1)根據(jù)相同時間內物質改變的物質的量的比等于化學計量數(shù)的比分析判斷；

(2)根據(jù)v=計算反應速率；

(3)根據(jù)化學反應速率的影響因素分析判斷；

(4)根據(jù)平衡是各種物質的濃度不變、物質的含量不變，反應速率不變分析判斷。

(1)根據(jù)圖示可知：在3 min內X改變的物質的量是0.6 mol，Y改變的物質的量是0.3 mol，n(X)：n(Y)=0.6 mol：0.3 mol=2：1，所以X表示NO2，Y表示N2O4；

(2)反應在體積為2 L的密閉容器中進行，在3 min內NO2的物質的量變化了0.6 mol，所以用NO2表示的反應速率v(NO2)= =0.1 mol/(Lmin)；

(3)①升高溫度，物質的內能增加，更多的分子變?yōu)榛罨�分子，活化分子�?shù)增加，反應速率加快，①符合題意；

②減小容器體積，使物質的濃度增大，單位體積內活化分子數(shù)增加，反應速率加快，②符合題意；

③通入N2O4氣體，使物質濃度增大，單位體積內活化分子數(shù)增加，反應速率加快，③符合題意；

④通入Ar使壓強增大，但不能改變體系內的任何一種物質的濃度，化學反應速率不變，④不符合題意；

⑤通入HCl氣體，與反應體系無關，不能改變物質的濃度，反應速率不變，⑤不符合題意；

故合理選項是①②③；

(4) A．該反應在恒容密閉容器中進行，反應前后氣體的物質的量發(fā)生變化，若容器內壓強不再發(fā)生變化，說明氣體的物質的量不變，反應達到平衡狀態(tài)，A正確；

B．容器的容積不變，反應混合物都是氣體，氣體的質量不變，則任何條件下氣體的密度都不變，因此不能據(jù)此判斷反應是否處于平衡狀態(tài)，B錯誤；

C．反應混合物都是氣體，反應遵循質量守恒定律，氣體的質量不變，氣體原子數(shù)目不變，所以不能據(jù)此判斷反應是否處于平衡狀態(tài)，C錯誤；

D．混合氣體的總質量不變，若反應達到平衡狀態(tài)，則氣體的物質的量不變，單位物質的量的氣體的質量也不變，氣體平均相對分子質量不變，因此可據(jù)此判斷反應處于平衡狀態(tài)，D正確；

E．v(NO2)=2v(N2O4)未指明反應速率是正反應速率還是 逆反應速率，因此不能判斷平衡狀態(tài)，E錯誤；

F．相同時間內消耗n mol的Y就會產(chǎn)生2 n mol的X，同時消耗2n mol的X，則X的物質的量不變，由于容器的容積不變，則反應處于平衡狀態(tài)，F正確；

故合理選項是A、D、F。