Question

將一定量NO₂和N₂O₄的混合氣體通入體積為2 L的恒溫密閉容器中，各物質濃度隨時間變化的關系如圖1所示。

請回答：
(1)圖l中，曲線________(填“X”或“Y”)表示NO₂濃度隨時間的變化情況；前10 min內v(NO₂)＝________mol/(L·min)。
(2)下列選項中不能說明該反應已達到平衡狀態(tài)的是________(填選項字母)。

A．容器內混合氣體的壓強不隨時間變化而改變

B．容器內混合氣體的密度不隨時間變化而改變

C．容器內混合氣體的顏色不隨時間變化而改變

D．容器內混合氣體的平均相對分子質量不隨時間變化而變化

(3)反應進行到10 min時，共吸收熱量22.76 kJ，則該反應的熱化學方程式為_________________________________；該反應的平衡常數(shù)K＝________。
(4)反應進行到20 min時，再向容器內充入一定量NO_2,10 min后達到新的平衡，此時測得c(NO₂)＝0.9 mol/L。
①第一次平衡時混合氣體中NO₂的體積分數(shù)為ω₁，達到新平衡后混合氣體中NO₂的體積分數(shù)為ω₂，則ω₁________ω₂(填“>”、“＝”或“<”)；
②請在圖2中畫出20 min后各物質的濃度隨時間變化的曲線(曲線上必須標出“X”和“Y”)。

Answer 1

(1)X　0.04　(2)B
(3)N₂O₄(g) 2NO(g)　ΔH＝＋56.9kJ/mol　0.9
(4)①>�、�

注：每條曲線包括起點、終點、“X”和“Y”標注等。

(1)相同時間內X與Y的濃度變化量之比為2：1，故X應表示NO₂。根據(jù)v＝可知，v(NO₂)＝＝0.04 mol/(L·min)。
(2)對于反應N₂O₄(g)??2NO₂(g)，恒容條件下，壓強、顏色、氣體的平均相對分子質量()均為變量，密度()是定值，故A、C、D均可說明該反應已達平衡，只有B不能說明。
(3)反應進行到10 min時N₂O₄消耗0.4 mol，吸收22.76 kJ熱量，則反應消耗1 mol N₂O₄時，吸收56.9 kJ熱量；平衡常數(shù)K＝＝0.9。
(4)平衡后再向容器內充入一定量NO₂，相當于增大平衡體系的壓強，促使反應N₂O₄(g) 2NO₂(g)的平衡左移；溫度不變，平衡常數(shù)不變，則0.9＝，即達到新平衡時c(N₂O₄)＝0.9 mol/L。第二次平衡時NO₂的體積分數(shù)ω₂＝×100%＝50%；第一次平衡時NO₂的體積分數(shù)ω₁＝×100%＝60%。由此得出ω₁>ω₂。