Question

5．在100℃時(shí)，將0.100mol 的四氧化二氮?dú)怏w充入 1L 恒容真空的密閉容器中，隔一段時(shí)間對(duì)該容器內(nèi)的物質(zhì)濃度進(jìn)行分析得到下表數(shù)據(jù)：

時(shí)間（s）	0	20	40	60	80
c（N2O4）（mol/L）	0.100	c1	0.050	c3	c4
c（NO2）（mol/L）	0.000	0.060	c2	0.120	0.120

（1）該反應(yīng)的平衡常數(shù)表達(dá)式為K=$\frac{{c}^{2}（N{O}_{2}）}{c（{N}_{2}{O}_{4}）}$；
從表中分析：c₁＜c₂；c₃=c₄（填“＞”、“＜”或“=”）．
（2）在下圖中畫(huà)出并標(biāo)明此反應(yīng)中c（N₂O₄）和c（NO₂）的濃度隨時(shí)間變化的曲線．
（3）在上述條件下，從反應(yīng)開(kāi)始直至達(dá)到化學(xué)平衡時(shí)，四氧化二氮的平均反應(yīng)速率為0.001mol/（L•s）．
（4）反應(yīng)達(dá)到平衡后，下列條件的改變可使NO₂氣體的濃度增大的是B
A．增大容器的容積　　　B．再充入一定量的N₂O₄
C．分離出一定量的NO₂  D．再充入一定量的He．

Answer 1

分析 （1）化學(xué)平衡常數(shù)K=$\frac{{c}^{2}（N{O}_{2}）}{c（{N}_{2}{O}_{4}）}$；根據(jù)二氧化氮和四氧化二氮之間的關(guān)系式知，如果生成0.060mol/L的二氧化氮，則需要消耗0.030mol/L的四氧化二氮，所以c₁=（0.100-0.030）mol/L=0.070mol/L；如果還剩余0.050mol/L四氧化二氮，則參加反應(yīng)的四氧化二氮為（0.100-0.050）mol/L=0.050mol/L，則c₂=0.100mol/L；
60s、80s時(shí)，二氧化氮濃度不變，說(shuō)明該反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)，反應(yīng)體系中各物質(zhì)的物質(zhì)的量濃度不變；
（2）隨著反應(yīng)的進(jìn)行，二氧化氮濃度增大、四氧化二氮濃度減小，達(dá)到平衡狀態(tài)時(shí)時(shí)間為60s，二氧化氮濃度為0.12mol/L，四氧化二氮濃度=（0.100-0.060）mol/L=0.040mol/L；
（3）四氧化二氮的平均反應(yīng)速率=$\frac{△c}{△t}$；
（4）可以通過(guò)增大反應(yīng)物濃度、減小壓強(qiáng)實(shí)現(xiàn)．

解答 解：（1）化學(xué)平衡常數(shù)K=$\frac{{c}^{2}（N{O}_{2}）}{c（{N}_{2}{O}_{4}）}$；根據(jù)二氧化氮和四氧化二氮之間的關(guān)系式知，如果生成0.060mol/L的二氧化氮，則需要消耗0.030mol/L的四氧化二氮，所以c₁=（0.100-0.030）mol/L=0.070mol/L；如果還剩余0.050mol/L四氧化二氮，則參加反應(yīng)的四氧化二氮為（0.100-0.050）mol/L=0.050mol/L，則c₂=0.100mol/L，所以c₁＜c₂；
60s、80s時(shí)，二氧化氮濃度不變，說(shuō)明該反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)，反應(yīng)體系中各物質(zhì)的物質(zhì)的量濃度不變，所以
c₃=c₄，故答案為：K=$\frac{{c}^{2}（N{O}_{2}）}{c（{N}_{2}{O}_{4}）}$；＜；=；
（2）隨著反應(yīng)的進(jìn)行，二氧化氮濃度增大、四氧化二氮濃度減小，達(dá)到平衡狀態(tài)時(shí)時(shí)間為60s，二氧化氮濃度為0.12mol/L，四氧化二氮濃度=（0.100-0.060）mol/L=0.040mol/L，所以其變化曲線為，故答案為：；
（3）四氧化二氮的平均反應(yīng)速率=$\frac{△c}{△t}$=$\frac{\frac{0.12mol/L}{2}×1}{60s}$=0.001mol/（L．s），
故答案為：0.001；
（4）A．增大容器的容積，減小壓強(qiáng)，平衡正向移動(dòng)，但二氧化氮物質(zhì)的量增大程度小于容器體積增大程度導(dǎo)致二氧化氮濃度減小，故錯(cuò)誤；　　　
B．再充入一定量的N₂O₄，平衡正向移動(dòng)，二氧化氮濃度增大，故正確；
C．分離出一定量的NO₂導(dǎo)致二氧化氮物質(zhì)的量減小，濃度降低，故錯(cuò)誤；
D．再充入一定量的He，平衡不移動(dòng)，二氧化氮濃度不變，故錯(cuò)誤；
故選B．

點(diǎn)評(píng) 本題考查化學(xué)平衡計(jì)算、平衡影響因素等知識(shí)點(diǎn)，明確外界條件對(duì)化學(xué)平衡移動(dòng)的影響原理是解本題關(guān)鍵，知道平衡狀態(tài)判斷方法，易錯(cuò)點(diǎn)是（4）題AD，題目難度不大．