Question

在80℃时，将0.4mol的四氧化二氮气体充入2L已抽空的固定容积的密闭容器中，隔一段时间对该容器内的物质进行分析，得到如下数据：反应进行至100s后将反应混合物的温度降低，发现气体的颜色变浅．

时间（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	0.22	0.22	0.22

（1）该反应的化学方程式为

N₂O₄?2NO₂

，表中b

＞

c（填“＜”、“=”、“＞”）．
（2）20s时，N₂O₄的浓度为

0.14

mol/L，0～20s内N₂O₄的平均反应速率为

0.003mol/L?s

．
（3）该反应的平衡常数表达式K=

c2(NO2)

c(N2O4)

，在80℃时该反应的平衡常数K值为

0.54

（保留2位小数）．
（4）在其他条件相同时，该反应的K值越大，表明建立平衡时

ABD

．A、N₂O₄的转化率越高                 B、NO₂的产量越大C、N₂O₄与NO₂的浓度之比越大          D、正反应进行的程度越大．

Answer 1

分析：（1）依据反应条件分析判断，结合化学平衡的三段式列式计算分析比较；
（2）化学平衡的三段式列式计算，结合化学反应速率概念计算0～20s内N₂O₄的平均反应速率；
（3）依据化学方程式和平衡常数概念写出平衡常数表达式，依据80°C平衡状态下结合三段式列式计算平衡浓度计算平衡常数．

解答：解：（1）将0.4mol的四氧化二氮气体充入2L已抽空的固定容积的密闭容器中，反应的化学方程式为：N₂O₄?2NO₂，隔一段时间对该容器内的物质进行分析，得到如下数据：反应进行至100s后将反应混合物的温度降低，发现气体的颜色变浅，说明反应逆向进行，逆向是放热反应，正向是吸热反应；依据化学平衡三段式列式计算分析判断；进行到40S和进行到60S时；
              N₂O₄?2NO₂ 
起始量（mol）  0.4    0
变化量（mol） 0.2   0.4
40S末（mol）  0.2    0.4
得到b=0.2mol/L；
进行到60S和进行到60S时；
              N₂O₄?2NO₂ 
起始量（mol）  0.4    0
变化量（mol） 0.22    0.44
60S末（mol）  0.18    0.44
c=0.18 mol/L  
计算比较得到，b＞c；
故答案为：N₂O₄?2NO₂；＞；
（2）进行到20S；
              N₂O₄?2NO₂ 
起始量（mol）  0.4    0
变化量（mol） 0.12   0.24
20S末（mol）  0.28  0.24
20s时，N₂O₄的浓度=

0.28mol

2L

=0.14mol/L；
0～20s内N₂O₄的平均反应速率=

0.12mol 2L

20s

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

c2(NO2)

c(N2O4)

；
80°C平衡状态和60S是相同平衡状态，平衡浓度c（NO₂）=0.22mol/L，c（N₂O₄）=0.09mol/L；
平衡常数K=

c2(NO2)

c(N2O4)

=

0.222

0.09

=0.54mol/L；
故答案为：

c2(NO2)

c(N2O4)

；0.54；
（4）反应进行至100s后将反应混合物的温度降低，发现气体的颜色变浅，说明反应逆向进行，逆向是放热反应，正向是吸热反应；该反应的K值越大，说明平衡正向进行，是温度降低的原因；
A、平衡正向进行N₂O₄的转化率越高，故A正确；                 
B、平衡正向进行NO₂的产量越大，故B正确；
C、依据上述计算分析平衡正向进行，N₂O₄与NO₂的浓度之比越小，故C错误；        
D、该反应的K值越大，说明平衡正向进行，正反应进行的程度越大，故D正确；
故答案为：ABD．

点评：本题考查了化学平衡的建立判断，平衡常数的计算应用，平衡移动原理的分析判断，题目难度中等．