问题描述:
已知NO2和N2O4可以相互转化:2NO2(g)fN2O4(g)△H<0.现将一定量NO2和N2O4的混合气体通入一个体积为2L的恒温密闭玻璃容器中,反应物浓度随时间变化关系如图.(1)图中共有两条曲线X和Y,其中曲线______表示NO2浓度随时间的变化;若在实现X、Y两条曲线变化过程中,共吸收22.76KJ的热量,则该反应的热化学方程式为______.
(2)0-15min,反应2NO2(g)⇌N2O4(g)的平衡常数K(b)=
10 |
9 |
10 |
9 |
(3)反应25min时,若只改变了某一个条件,使曲线发生如上图所示的变化,该条件可能是______(用文字表达);其平衡常数K(d)______K(b)(填“>”、“=”或“<”).
(4)若要达到使NO2(g)的体积百分含量与d点相同的化学平衡状态,在25min时还可以采取的措施是______.
A.加入催化剂; B.缩小容器体积; C.升高温度; D.加入一定量的N2O4.
最佳答案:
(1)由图可知10-25min平衡状态时,X表示的生成物的浓度变化量为(0.6-0.2)mol/L=0.4mol/L,Y表示的反应物的浓度变化量为(0.6-0.4)mol/L=0.2mol/L,X表示的生成物的浓度变化量是Y表示的反应物的浓度变化量的2倍,所以X表示NO2浓度随时间的变化曲线,Y表示N2O4浓度随时间的变化曲线,而X的浓度的变化量为(0.7-0.2)mol/l=0.5mol/l,所以物质的量的变化量为:0.5mol/L×2L=1mol,所以热化学方程式中的反应热的值为:22.76KJ×2=45.52KJ,N2O4(g)⇌2NO2(g),△H=+45.52kJ/mol,
故答案为:X;N2O4(g)⇌2NO2(g),△H=+45.52kJ/mol;
(2)据图象变化和平衡浓度计算平衡常数,15ming时反应逆向进行,平衡状态c(NO2)=0.6mol/L,c(N2O4)=0.4mol/L,2NO2(g)⇌N2O4(g)的平衡常数K=
0.4 |
0.62 |
10 |
9 |
0.6−0.2 |
10 |
1−0.7 |
35−30 |
10 |
9 |
(3)25min时瞬间,X的浓度增大,Y的浓度不变,只能是增大X的浓度,d点与b点的温度相同,平衡常数只受温度影响,温度不变平衡常数不变,故K(d)=K(b),
故答案为:增大NO2的浓度;=;
(4)要使达到使NO2(g)的体积百分含量与d点相同的化学平衡状态,通过缩小容器体积来增大压强,或者加入反应体系中的一种物质,故选BD.