Question

I．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：

时间/s c/mol?L-1	0	20	40	60	80	100
N2O4	0.20	a	0.10	c	d	e
NO2	0	0.12	b	0.26	0.30	0.30

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．
（1）表中b

＞

c（填“＜”、“=”、“＞”）．0～20s内N₂O₄的平均反应速率为

0.003mol/（L?s）

．
（2）80℃时，该反应的平衡常数K=

1.8

．
（3）在其他条件相同时，该反应的K值越大，表明建立平衡时

A、B、D

．
A．N₂O₄的转化率越高B．NO₂的产量越大
C．N₂O₄与NO₂有浓度之比越大D．正反应进行的程度越大
（4）要增大该反应的K值，可采取的措施

D

．
A．增大N₂O₄起始浓度     B．向混合气中通入NO₂
C．使用高效催化剂D．升高温度
（5）如图是80℃时容器中N₂O₄浓度的变化图，请在该图中补画出该反应在60℃反应时N₂O₄浓度的变化曲线．

Answer 1

分析：（1）根据化学反应速率计算的三部曲分别求出b、c，根据化学反应速率的公式求出N₂O₄的平均反应速率；
（2）根据化学反应的平衡常数的公式求出；
（3）（4）根据化学平衡常数K值与化学平衡移动的关系；
（5）根据温度对化学反应速率和化学平衡的影响

解答：解：（1）N₂O₄ 2NO₂
     起始（mol?L^-1 ）        0.20           0
     反应（mol?L^-1 ）        0.10         0.20
     末了（mol?L^-1 ）        0.10          b
                                b=0.20
                            N₂O_{4 ²}NO₂
    起始（mol?L^-1 ）         0.20          0
    反应（mol?L^-1 ）         0.13        0.26
    末了（mol?L^-1 ）          c          0.26
                               c=0.07
      因此  b＞c
      由于0～20s内NO₂的平均反应速率为v（NO₂）=

△c(NO2)

△t

=

0.12mol?L-1

20s

=0.006mol?（L?s）^-1
      则0～20s0～20s内N₂O₄平均反应速率为v（N₂O₄）=

1

2

v（N₂O₄）=0.003mol?（L?s）^-1
  故答案为：＞，0.003mol?（L?s）^-1；
 （2）N₂O_{4 ²}NO₂
         起始（mol?L^-1 ）         0.20           0
         反应（mol?L^-1 ）         0.15          0.30
         末了（mol?L^-1 ）         0.05          0.30
       
    该反应的平衡常数K=

C2(NO2)

C(NO)

=

0.302

0.05

=1.8
故答案为：1.8
   （3）由于平衡常数K增大，说明化学平衡正向移动，正反应进行的程度增大，N₂O₄的转化率增大，NO₂的产量增大，N₂O₄与NO₂有浓度之比减小．故选：A、B、D
   （4）要增大该反应的K值，必须使化学平衡正向移动，在温度不变时，改变浓度、压强虽能使平衡发生移动，但平衡常数不发生改变，使用高效催化剂，平衡不发生移动，平衡常数不变，只有改变温度，平衡发生移动时，K值才发生改变，故选：D
    
  （5）温度降低，化学反应速率减慢，到达平衡的时间长，同时，温度降低，化学平衡向放热的方向移动，即逆反应方向移动，如右图

点评：本题主要考查了化学反应速率，平衡常数与化学平衡移动的关系，试题的综合性较强，有一定的难度．