Question

【题目】在100℃时，将0.40mol的二氧化氮气体充入2L真空的密闭容器中，发生反应: 2NO2(g)N2O4(g) △H=-24.4kJ/mol,每隔一段时间对该容器内的物质进行分析，得到数据如表所示：

时间(s)	0	20	40	60	80
n(NO2)/mol	0.40	n1	0.26	n3	n4
n(N2O4 )/mol	0.00	0.05	n2	0.08	0.08

(1)从反应开始至20s时，二氧化氮的平均反应速率为_______mol·L-1·s-1。

(2)n3=______，100℃时该反应的平衡常数为______（保留一位小数)。平衡后，若升高温度，该反应的化学平衡常数将_______(填“增大”、“减小”或“不变”)。

(3)下述各项能说明反应达到平衡状态的是_______(填序号)。

a.v正(N204)= 2v逆(NO2) b.体系颜色不变

c.气体平均相对分子质量不变 d.气体密度不变

(4)达到平衡后，分别在80s、120s、140s时只改变一个条件，v正、v逆发生如下图所示变化；则80s时改变的条件可能是________。

(5)若在相同情况下，最初向该容器中充入的是四氧化二氮气体，要达到上述同样的平衡状态，四氧化二氮的起始浓度是_______mol/L。

Answer 1

【答案】 0.002 5 0.24 2.8 减小 bc 向该容器中充入四氧化二氮 0.10

【解析】(1)从反应开始直至20s时，生成的四氧化二氮的物质的量为0.05mol，根据反应：2NO2N2O4，消耗的二氧化氮物质的量为：0.1mol，二氧化氮的反应速率为：v（NO2）=

=0.0025mol·L-1·s-1；(2)60s后达到平衡，

2NO2(g)N2O4(g)

n始/mol 0.4

n变/mol 0.16 0.08

n平/mol 0.24 0.08

根据表中的数据可知，60s时反应达到了平衡状态，60s和80s时二氧化氮的物质的量相等，即n3=n4，达到平衡状态时，n（N2O4）=0.08mol，n（NO2）=0.4mol-0.08mol×2=0.24mol，100℃时该反应的平衡常数为k==2.8；2NO2(g)N2O4(g)△H=-24.4kJ/mol，该反应是放热反应，平衡后，若升高温度，平衡逆向移动，该反应的化学平衡常数将减小；（3）a、应是2v正(N204)=v逆(NO2) 时反应达到平衡状态，故a错误；b、体系颜色不变，说明二氧化氮浓度不变，反应到达平衡状态，故b正确；c、混合气体总质量不变，随反应减小混合气体总物质的量增大，平均相对分子质量减小，当气体平均相对分子质量不变时，反应到达平衡状态，故c正确；d、混合气体的总质量不变，容器的容积不变，气体密度始终不变，故d错误；故选bc。(4)达到平衡后，140s时v正、v逆均减小，可能是降温，降温时平衡正向移动，图中逆向移动，不符；或减小压强，平衡向气体体积增大的方向移动，符合；120s时是加入催化剂，则80s时改变的条件可能是增大生成物的浓度，平衡逆向移动，即向该容器中充入四氧化二氮。(5)若在相同情况下，最初向该容器中充入的是四氧化二氮气体，要达到上述同样的平衡状态，说明两个反应为等效平衡，根据反应方程式，需要四氧化二氮的物质的量为：0.40mol×1/2=0.20mol，c（N2O4）=0.20mol/2L=0.10mol·L－1，四氧化二氮的起始浓度是0.10mol/L。