Question

1．在80℃時(shí)，將0.40mol 的N₂O₄氣體充入2L 已經(jīng)抽成真空的固定容積的密閉容器中，發(fā)生如下反應(yīng)：N₂O₄（g）?2NO₂（g）△H=+56.9kJ/mol，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 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(jì)算在80℃時(shí)該反應(yīng)的平衡常數(shù)K=1.8．
（2）反應(yīng)進(jìn)行至100s 后將反應(yīng)混合物的溫度降低，混合氣體的顏色變淺（填“變淺”、“變深”或“不變”）．
（3）要增大該反應(yīng)的K值，可采取的措施有D（填序號(hào)）．
A．增大N₂O₄起始濃度  B．向混合氣體中通入NO₂C．使用高效催化劑  D．升高溫度
（4）當(dāng)反應(yīng)達(dá)到平衡后，下列操作，不能使平衡混合氣體顏色加深的是D
A．恒溫恒容下再通入N₂O₄氣體
B．恒溫恒容下再通入NO₂氣體
C．恒容時(shí)，升高溫度
D．恒溫恒容時(shí)通入Ar
E．恒溫時(shí)壓縮體積
（5）圖中，交點(diǎn)A表示該反應(yīng)的所處的狀態(tài)為B
A．平衡狀態(tài)  B．朝正反應(yīng)方向移動(dòng)C．朝逆反應(yīng)方向移動(dòng)    D．無(wú)法判斷．

Answer 1

分析 （1）化學(xué)平衡常數(shù)表達(dá)式等于生成物濃度的冪之積比上反應(yīng)物濃度的冪之積，由表中數(shù)據(jù)可知80s時(shí)，反應(yīng)達(dá)平衡狀態(tài)，計(jì)算出平衡時(shí)反應(yīng)混合物各組分的物質(zhì)的量，進(jìn)而計(jì)算平衡時(shí)各組分的濃度，代入平衡常數(shù)表達(dá)式計(jì)算；
（2）該反應(yīng)正反應(yīng)是吸熱反應(yīng)，降低溫度平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng)，NO₂濃度減��；
（3）平衡常數(shù)只受溫度影響，要增大該反應(yīng)的K值，應(yīng)改變溫度使平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)；
（4）要使混合氣體的顏色加深，即增大了NO₂的濃度，平衡正向移動(dòng)，從影響平衡移動(dòng)的因素角度考慮；
（5）圖中，交點(diǎn)A表示N₂O₄和NO₂的消耗速率相等，又反應(yīng)速率之比等于系數(shù)之比，據(jù)此分析．

解答 解：（1）化學(xué)平衡常數(shù)表達(dá)式等于生成物濃度的冪之積比上反應(yīng)物濃度的冪之積，K=$\frac{{c}^{2}（NO{\;}_{2）}}{c（N{\;}_{2}O{\;}_{4}）}$，由表中數(shù)據(jù)可知80s時(shí)，反應(yīng)達(dá)平衡狀態(tài)，由（1）中計(jì)算可知d=e=0.1mol，故c（N₂O₄）=$\frac{0.1mol}{2L}$=0.05mol/L，c（NO₂）=$\frac{0.6mol}{2L}$=0.3mol/L，所以該溫度下平衡常數(shù)k=$\frac{0.3{\;}^{2}}{0.05}$mol•L^-1=1.8mol•L^-1，
故答案為：1.8；
（2）該反應(yīng)正反應(yīng)是吸熱反應(yīng)，降低溫度平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng)，NO₂濃度減小，氣體的顏色變淺，故答案為：變淺；
（3）平衡常數(shù)只受溫度影響，要增大該反應(yīng)的K值，應(yīng)改變溫度使平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)，該反應(yīng)正反應(yīng)是吸熱反應(yīng)，故應(yīng)升高溫度平衡向正反應(yīng)移動(dòng)，平衡常數(shù)k增大，所以要增大該反應(yīng)的K值，可采取的措施為D；
故答案為：D；
（4）A．恒溫恒容下再通入N₂O₄氣體，平衡正向移動(dòng)，混合氣體的顏色加深，故正確；
B．恒溫恒容下再通入NO₂氣體，NO₂的濃度增大，混合氣體的顏色加深，故正確；
C．恒容時(shí)，升高溫度，平衡正向移動(dòng)，混合氣體的顏色加深，故正確；
D．恒溫恒容時(shí)通入Ar，平衡不移動(dòng)，NO₂的濃度不變，混合氣體的顏色不變，故錯(cuò)誤；
E．恒溫時(shí)壓縮體積，各種氣體的濃度都增大，混合氣體的顏色加深，故正確；
故選D；
（5）圖中，交點(diǎn)A表示N₂O₄和NO₂的消耗速率相等，又反應(yīng)速率之比等于系數(shù)之比，所以向正反應(yīng)的消耗N₂O₄的速率大，所以朝正反應(yīng)方向移動(dòng)，故選：B．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了化學(xué)平衡的計(jì)算和外界條件對(duì)化學(xué)平衡的影響，題目難度中等，注意化學(xué)平衡常數(shù)只與溫度有關(guān)，與其它任何物理量都無(wú)關(guān)．