Question

在80℃時(shí)，將0.4mol的N₂O₄氣體充入2L已抽空的固定容積的密閉容器中，隔一段時(shí)間對(duì)該容器內(nèi)的物質(zhì)進(jìn)行分析，得到如下數(shù)據(jù)：

時(shí)間（s） C（mol/L）	0	20	40	60	80	100
C（N2O4）	0.20	a	0.10	c	d	e
C（NO2）	0.00	0.12	b	0.24	0.24	0.24

反應(yīng)進(jìn)行至100s后將反應(yīng)混合物的溫度降低，發(fā)現(xiàn)氣體的顏色變淺．
（1）該反應(yīng)的化學(xué)方程式為

 

，
（2）表中b=

 

mol/L，c

 

d（填“＜”、“=”、“＞”）．
（3）20s時(shí)，N₂O₄的濃度為

 

mol/L，0～20s內(nèi)N₂O₄的平均反應(yīng)速率為

 

．
（4）該反應(yīng)的平衡常數(shù)表達(dá)式K=

 

，在80℃時(shí)該反應(yīng)的平衡常數(shù)K值為

 

．
（5）在其他條件相同時(shí)，若該反應(yīng)的K值越大，表明建立平衡時(shí)

 

．（多選）
A．N₂O₄的轉(zhuǎn)化率越高 B．NO₂的產(chǎn)量越大C．N₂O₄與NO₂的濃度之比越大 D．正反應(yīng)進(jìn)行的程度越大
E．所耗時(shí)間越少F．容器內(nèi)氣體壓強(qiáng)越大．

Answer 1

考點(diǎn)：化學(xué)平衡的計(jì)算,化學(xué)平衡的影響因素

專題：化學(xué)平衡專題

分析：（1）依據(jù)反應(yīng)條件分析判斷，結(jié)合化學(xué)平衡的三段式列式計(jì)算分析比較；
（2）結(jié)合平衡三段式列式計(jì)算分析比較判斷；
（3）化學(xué)平衡的三段式列式計(jì)算N₂O₄的濃度，結(jié)合化學(xué)反應(yīng)速率概念計(jì)算0～20s內(nèi)N₂O₄的平均反應(yīng)速率；
（4）依據(jù)化學(xué)方程式和平衡常數(shù)概念寫(xiě)出平衡常數(shù)表達(dá)式，依據(jù)80°C平衡狀態(tài)下結(jié)合三段式列式計(jì)算平衡濃度計(jì)算平衡常數(shù)；
（5）反應(yīng)進(jìn)行至100s后將反應(yīng)混合物的溫度降低，發(fā)現(xiàn)氣體的顏色變淺，說(shuō)明反應(yīng)逆向進(jìn)行，逆向是放熱反應(yīng)，正向是吸熱反應(yīng)；該反應(yīng)的K值越大，說(shuō)明平衡正向進(jìn)行，是溫度降低的原因，結(jié)合反應(yīng)特征分析選項(xiàng)．

解答： 解：（1）將0.4mol的四氧化二氮?dú)怏w充入2L已抽空的固定容積的密閉容器中，反應(yīng)的化學(xué)方程式為：N₂O₄?2NO₂，故答案為：N₂O₄?2NO₂ ；
（2）隔一段時(shí)間對(duì)該容器內(nèi)的物質(zhì)進(jìn)行分析，得到如下數(shù)據(jù)：反應(yīng)進(jìn)行至100s后將反應(yīng)混合物的溫度降低，發(fā)現(xiàn)氣體的顏色變淺，說(shuō)明反應(yīng)逆向進(jìn)行，逆向是放熱反應(yīng)，正向是吸熱反應(yīng)；依據(jù)化學(xué)平衡三段式列式計(jì)算分析判斷；進(jìn)行到40S和進(jìn)行到80S時(shí)；
              N₂O₄?2NO₂ 
起始量（mol）  0.4    0
變化量（mol） 0.2   0.4
40S末（mol）  0.2    0.4
得到b=0.2mol/L；
進(jìn)行進(jìn)行到60s到80S時(shí)，反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)，c=d=e；
              N₂O₄?2NO₂ 
起始量（mol）  0.4    0
變化量（mol） 0.24    0.48
80S末（mol）  0.16   0.48
d=c=e=

0.16mol

2L

=0.08 mol/L  
故答案為：0.2；=；
（3）進(jìn)行到20S；
              N₂O₄?2NO₂ 
起始量（mol）  0.4    0
變化量（mol） 0.12   0.24
20S末（mol）  0.28   0.24
20s時(shí)，N₂O₄的濃度=

0.28mol

2L

=0.14mol/L；
0～20s內(nèi)N₂O₄的平均反應(yīng)速率=

0.12mol 2L

20s

=0.003mol/（L?s）；
故答案為：0.14；0.003mol/（L?s）；
（3）N₂O₄?2NO₂，平衡常數(shù)K=

c2(NO2)

c(N2O4)

；
80°C平衡狀態(tài)下，平衡濃度c（NO₂）=0.24mol/L，c（N₂O₄）=0.08mol/L；
平衡常數(shù)K=

c2(NO2)

c(N2O4)

=

0.242

0.08

=0.72mol/L；
故答案為：

c2(NO2)

c(N2O4)

；0.72；
（5）反應(yīng)進(jìn)行至100s后將反應(yīng)混合物的溫度降低，發(fā)現(xiàn)氣體的顏色變淺，說(shuō)明反應(yīng)逆向進(jìn)行，逆向是放熱反應(yīng)，正向是吸熱反應(yīng)；該反應(yīng)的K值越大，說(shuō)明平衡正向進(jìn)行，是溫度降低的原因；
A、平衡正向進(jìn)行N₂O₄的轉(zhuǎn)化率越高，故A正確；                 
B、平衡正向進(jìn)行NO₂的產(chǎn)量越大，故B正確；
C、依據(jù)上述計(jì)算分析平衡正向進(jìn)行，N₂O₄與NO₂的濃度之比越小，故C錯(cuò)誤；        
D、該反應(yīng)的K值越大，說(shuō)明平衡正向進(jìn)行，正反應(yīng)進(jìn)行的程度越大，故D正確；
F、反應(yīng)正向進(jìn)行是氣體體積增大的反應(yīng)，容器內(nèi)氣體壓強(qiáng)越大，故F正確；
故答案為：ABDF．

點(diǎn)評(píng)：本題考查了化學(xué)平衡的建立判斷，平衡常數(shù)的計(jì)算應(yīng)用，平衡移動(dòng)原理的分析判斷，題目難度中等．