Question

已知NO₂和N₂O₄可以相互轉化：2NO₂（g）?N₂O₄（g）（正反應為放熱反應）．現將一定量NO₂ 和N₂O₄ 的混合氣體通入一體積為1L的恒溫密閉容器中，反應物的濃度隨時間變化的關系曲線如圖所示．請回答下列問題：
（1）圖中共有兩條曲線X和Y，其中曲線

X

表示NO₂ 濃度隨時間的變化；a、b、c、d四個點中，表示化學反應處于平衡狀態的點是

bd

．
（2）前10min內用NO₂ 表示的化學反應速率v（NO₂ ）=

0.04

mol/（L?min）^-1；反應進行至25min時，曲線發生變化的原因是

加入0.4molNO₂

．
（3）若要達到與最后的平衡狀態相同的化學平衡狀態，在25min時還可以采取的措施是

BD

（填序號）
①加入催化劑  ②縮小容器體積  ③升高溫度    ④加入一定量的N₂O₄．

Answer 1

分析：（1）根據反應方程式2NO₂（g）N₂O₄（g）可知，NO₂的濃度變化是N₂O₄濃度變化量的2倍，據此結合圖象中物質濃度的變化量判斷；
物質的濃度不發生變化時表示化學反應處于平衡狀態，根據圖象判斷處于平衡狀態的點；
（2）根據v=

△c

△t

計算v（NO₂）；
25min時，瞬間X的濃度增大，Y的濃度不變，只能是增大X的濃度，根據濃度變化計算加入X的物質的量；
（3）增大NO₂的濃度對平衡的移動可以理解為對體系加壓，使平衡正向移動，而升高溫度使平衡逆向移動，加入催化劑平衡不移動，據此解答．

解答：解：（1）由圖可知10-25min平衡狀態時，X表示的生成物的濃度變化量為（0.6-0.2）mol/L=0.4mol/L，Y表示的反應物的濃度變化量為（0.6-0.4）mol/L=0.2mol/L，X表示的生成物的濃度變化量是Y表示的反應物的濃度變化量的2倍，所以X表示NO₂濃度隨時間的變化曲線，Y表示N₂O₄濃度隨時間的變化曲線；
由圖可知，10-25min及30min之后X、Y的物質的量不發生變化，則相應時間段內的點處于化學平衡狀態，故b、d處于化學平衡狀態，
故答案為：X；bd；
（2）X表示NO₂濃度隨時間的變化曲線，Y表示N₂O₄濃度隨時間的變化曲線．由圖可知，前10min內，NO₂的濃度變化量為（0.6-0.2）mol/L=0.4mol/L，所以υ（NO₂）=

0.4mol/L

10min

=0.04mol?L^-1?min^-1，
25min時，瞬間NO₂的濃度增大，N₂O₄的濃度不變，只能是增大NO₂的物質的，增大NO₂的濃度，NO₂的濃度由0.6mol/L增大為1mol/L，故加入NO₂的物質的量為（1mol/L-0.6mol/L）×1L=0.4mol，
故答案為：0.04；加入0.4molNO₂；
（3）增大NO₂的濃度對平衡的移動可以理解為對體系加壓，使平衡正向移動，故可以通過縮小容器體積、加入一定量的N₂O₄等實行到達相同的平衡狀態，而升高溫度使平衡逆向移動，加入催化劑平衡不移動，故選B、D．

點評：本題考查改變外界條件對化學反應速率及化學平衡的影響、化學平衡圖象、反應速率計算等，難度中等，圖象問題解題步驟：
（1）看懂圖象：①看面（即弄清縱坐標與橫坐標的意義）；②看線（即弄清線的走向和變化趨勢）；③看點（即弄清起點、拐點、交點、終點的意義）；④看是否要作輔助線（如等溫線、等壓線）；⑤看定量圖象中有關量的多少．
（2）聯想規律：聯想外界條件的改變對化學反應速率和化學平衡的影響規律．