Question

一定温度下，在容积为V L的密闭容器中进行aN(g)bM(g)的放热反应，M、N物质的量随时间的变化曲线如图所示：

（1）此反应的化学方程式中＝______。

（2）t₂时两线交叉点__平衡状态(填“是”或“不是”)，v_正__v_逆(填“＞”“＜” 或“＝”)。

（3）此反应达到平衡时，反应物的转化率为____________。

（4）下列描述能说明上述反应达到平衡状态的是__________。

①反应中M与N物质的量之比为2∶5  ②混合气体的总物质的量不随时间的变化而变化③M的转化率达到最大  ④如容器为绝热容器，体系内温度不再变化

II某温度时，把1 mol N₂O₄气体通入体积为10 L的真空密闭容器中，立即出现红棕色[因为发生N₂O₄(无色)2NO₂(红棕色)的反应]，反应进行4 s时，NO₂的浓度为0.04mol·L^－1，再经过一段时间后反应达到平衡状态，这时容器内压强为开始时的1.8倍，则

（1）前4 s以N₂O₄浓度变化表示的平均反应速率为                。

（2）在4 s末时容器内的压强是开始时的           倍。

（3）平衡时容器内NO₂的浓度是                  。

Answer

I（1）2 （2）不是 ＞ （3）75%（4）②③④

Ⅱ（1）0.005 mol·L－1·s－1 （2）1.2倍（3）0.16 mol·L－1

【解析】

试题分析：I、（1）参加反应的N的物质的量为8mol-2mol=6mol，生成的M的物质的量是5mol-2mol=3mol，所以此反应的化学方程式中a/b=2：1；

（2）t2时M、N的物质的量相等，但二者的物质的量仍然是变化的，因此两线交叉点不是平衡状态；此时反应物的物质的量仍然在减少，生成物的物质的量仍然在增加，因此反应向正反应方向进行，则v正＞v逆。

（3）由图可知，N为反应物，N的起始物质的量为8mol，平衡时参加反应的N的物质的量为8mol-2mol=6mol，故N的转化率为×100%=75%；

（4）①反应中M与N物质的量之比为2∶5并不能说说明正逆反应速率相等，则不一定是处于平衡状态，①错误；②由于a≠b，随反应进行混合气体总物质的量发生变化，混合气体的总物质的量不随时间的变化而变化，说明到达平衡，②正确；③M的转化率达到最大时说明反应达到平衡状态，③正确；④如容器为绝热容器，体系内温度不再变化说明反应达到限度，④正确，答案选②③④。

Ⅱ、（1）前4 sNO2表示的反应速率是0.04mol/L÷4s＝0.01 mol·L－1·s－1，反应速率之比是化学计量数之比，则以N2O4浓度变化表示的平均反应速率为0.01 mol·L－1·s－1÷2＝0.005 mol·L－1·s－1。

（2）在4 s末时生成NO2是0.04mol/L×10L=0.4mol，则根据方程式可知消耗N2O4是0.2mol，剩余N2O4是0.8mol，因此容器内的压强是开始时的倍。

（3） N2O4(无色)2NO2(红棕色)

起始量（mol） 1 0

转化量（mol） x 2x

平衡量（mol） 1-x 2x

平衡时容器内压强为开始时的1.8倍，则，解得x＝0.8，所以平衡时容器内NO2的浓度是1.6mol÷10L＝0.16mol/L。

【考点定位】本题主要是考查化学反应速率计算、化学平衡计算、化学平衡状态判断等

【名师点晴】该题难度不大，侧重对基础知识的巩固，进行可逆反应的有关计算时注意利用好三段式。难点是平衡状态判断，注意判断化学平衡状态的物理量应随反应进行发生变化，该物理量由变化到不再变化说明到达平衡，解得时注意结合题干信息和具体的可逆反应分析判断、灵活应用。