Question

80℃時，將0.40mol的N₂O₄氣體充入2L已經(jīng)抽空的固定容積的密閉容器中，發(fā)生如下反應：N₂O₄（g）?2NO₂（g）△H＞0，隔一段時間對該容器內(nèi)的物質(zhì)進行分析，得到如下數(shù)據(jù)：

時間（s） n（mol）	0	20	40	60	80	100
n（N2O4）	0.40	a	0.20	c	d	e
n（NO2）	0.00	0.24	b	0.52	0.60	0.60

①計算20s-40s內(nèi)用N₂O₄表示的平均反應速率為

0.002mol/（L?S）

；
②計算在80℃時該反應的平衡常數(shù)K=

1.8mol?L^-1

；
③反應進行至100s后將反應混合物的溫度降低，混合氣體的顏色（填“變淺”、“變深”或“不變”）

變淺

；
④要增大該反應的K值，可采取的措施有（填序號）

D

．
A．增大N₂O₄的起始濃度                  B．向混合氣體中通入NO₂
C．使用高效催化劑                       D．升高溫度
⑤在同條件下，如果將0.40mol的N₂O₄氣體充入2L已經(jīng)抽空的固定容積的絕熱密閉容器中，最終達到平衡后n（NO₂）

＜

0.60mol（填“＞”、“＜”或“=”）．

Answer 1

分析：①先根據(jù)二氧化氮物質(zhì)的量計算20s內(nèi)反應的四氧化二氮的物質(zhì)的量，進而計算20s時容器內(nèi)四氧化二氮的物質(zhì)的量，再計算20s～40s參加反應的四氧化二氮的物質(zhì)的量，再根據(jù)速率定義式計算四氧化二氮的平均反應速率；
②反應的平衡常數(shù)為生成物的濃度系數(shù)次冪之積除以反應物的濃度系數(shù)次冪之積所得的比值，由表中數(shù)據(jù)可知80s時，反應達平衡狀態(tài)，計算出平衡時反應混合物各組分的物質(zhì)的量，進而計算平衡時各組分的濃度，代入平衡常數(shù)表達式計算；
③該反應正反應是吸熱反應，降低溫度平衡向逆反應方向移動，NO₂濃度減��；
④平衡常數(shù)只受溫度影響，要增大該反應的K值，應改變溫度使平衡向正反應方向移動；
⑤反應開始四氧化二氮的物質(zhì)的量相同，容器的體積相同，該反應正反應是吸熱反應，在固定容積2L的絕熱密閉容器，溫度降低，平衡向逆反應移動，四氧化二氮的轉化率降低．

解答：解：①20s時△n（NO₂）=0.24mol，故△n（N₂O₄）=

1

2

△n（NO₂）=

1

2

×0.24mol=0.12mol，所以a=0.4mol-0.12mol=0.28mol，故20s～40s參加反應的四氧化二氮的物質(zhì)的量為0.28mol-0.2mol=0.08mol，所以20s-40s內(nèi)用N₂O₄表示的平均反應速率為

0.08mol 2l

40s-20s

=0.002mol/（L?S），故答案為：0.002mol/（L?S）；
②由表中數(shù)據(jù)可知80s時，反應達平衡狀態(tài)，由（1）中計算可知d=e=0.1mol，故c（N₂O₄）=

0.1mol

2L

=0.05mol/L，c（NO₂）=

0.6mol

2L

=0.3mol/L，所以該溫度下平衡常數(shù)k=

0．32

0.05

mol?L^-1=1.8mol?L^-1，故答案為：1.8mol?L^-1；
③該反應正反應是吸熱反應，降低溫度平衡向逆反應方向移動，NO₂濃度減小，氣體的顏色變淺，故答案為：變淺；
④平衡常數(shù)只受溫度影響，要增大該反應的K值，應改變溫度使平衡向正反應方向移動，該反應正反應是吸熱反應，故應升高溫度平衡向正反應移動，平衡常數(shù)k增大，故答案為：D；
⑤反應開始四氧化二氮的物質(zhì)的量相同，容器的體積相同，該反應正反應是吸熱反應，在固定容積2L的絕熱密閉容器，溫度降低，平衡向逆反應移動，四氧化二氮的轉化率降低，故達到平衡時n（NO₂）小于0.60mol，故答案為：＜．

點評：本題考查化學平衡移動以及有關計算，題目較為綜合，具有一定難度，做題時注意外界條件對化學平衡的影響．注意④中平衡常數(shù)只受溫度影響，溫度不變平衡常數(shù)不變，⑤是易錯點，容易忽略絕熱容器．