Question

在100℃时，将0.100mol N₂O₄气体充入1L恒容抽空的密闭容器中，隔一定时间对该容器内物质的浓度进行分析得到如表数据：

时间（s）	0	20	40	60	80
c（N2O4）/mol?L-1	0.100	c1	0.050	c3	c4
c（NO2）/mol?L-1	0.000	0.060	c2	0.120	0.120

（1）该反应的平衡常数表达式为

 

；从表中分析：
c₁

 

c₂，c₃

 

c₄（填“＞”、“＜”或“=”）．
（2）在上述条件下，从反应开始直至达到化学平衡时，N₂O₄的平均反应速率为

 

mol?L^-1?s^-1．
（3）达平衡后下列条件的改变可使NO₂气体浓度增大的是

 

（填字母序号）．
A．扩大容器的容积  B．再充入一定量的N₂O₄C．分离出一定量的NO₂  D．再充入一定量的He
（4）若在相同条件下，起始时只充入0.080mol NO₂气体，则达到平衡时NO₂气体的转化率为

 

．

Answer 1

考点：化学平衡的计算,化学平衡的影响因素

专题：

分析：（1）平衡常数等于生成物平衡浓度幂次方乘积除以反应物平衡浓度幂次方乘积，根据方程式计算c₂、c₁，据此解答；60s后反应达平衡，反应混合物各组分的浓度不变；
（2）由表可知，60s时反应达平衡，根据方程式计算△c（N₂O₄），依据化学反应速率V=

△c

△t

计算得到；
（3）依据化学平衡原理分析改变条件提高NO₂转化率的选项；
（4）依据平衡浓度计算平衡常数，结合化学平衡三段式列式计算，转化率=

消耗量

起始量

×100%；

解答： 解：（1）N₂O₄（g）?2NO₂（g），反应的平衡常数K=

[NO2]2

[N2O4]

；
20s时c（NO₂）=0.060mol/L
N₂O₄?2 NO₂，
浓度变化 0.030mol 0.060mol/L
c₁=0.10mol/L-0.03mol/L=0.070mol/L；
由表可知，40s时，c（N₂O₄）=0.050mol/L，
N₂O₄?2 NO₂，
浓度变化：（0.1-0.05）mol/L 0.10mol/L
所以c₂=0.10mol/L
所以c₂＞c₁；
故答案为：

[NO2]2

[N2O4]

；＜；=；
（2）由表可知，60s时反应达平衡，c（NO₂）=0.120mol/L，
N₂O₄?2 NO₂，
浓度变化：0.06mol/L 0.120mol/L

V（N₂O₄）=

0.060mol/L

60s

=0.001mol/（L?s）；
故答案为：0.001；
（3）N₂O₄=2 NO₂ 反应是气体体积减小的放热反应，依据化学平衡原理分析选项，增大二氧化氮浓度的条件；
A、增大容器体积，各组分浓度均减小，故A错误；
B、再充入四氧化二氮，平衡正向移动，二氧化氮浓度增大，故B正确；
C、减小NO₂的浓度，平衡虽正向进行，但二氧化氮的浓度减小，故C错误；
D、再充入一定量的He，总压增大，气体分压不变，平衡不变，二氧化氮浓度不变，故D错误；
故选B；
（4）依据平衡浓度计算平衡常数，结合化学平衡三段式列式计算；
               N₂O₄?2 NO₂，
起始量（mol/L） 0.10   0
变化量（mol/L） 0.06  0.12
平衡量（mol/L） 0.04  0.12
K=

0.122

0.04

=0.36
若起始时充入N0₂气体0.080mol，设消耗二氧化氮物质的量浓度为x，2 NO₂=N₂O₄ ，K=

1

0.36

                2 NO₂=N₂O₄
起始量（mol/L） 0.0800  0
变化量（mol/L）  x      0.5x
平衡量（mol/L） 0.080-x 0.5x
K=

0.5x

(0.080-x)2

=

1

0.36

x=0.020mol/L
则达到平衡时N0₂气体的转化率=

0.020

0.080

×100%=25%，
故答案为：25%．

点评：本题考查化学平衡的有关计算、化学平衡的影响因素，题目综合性较大，注意基础知识的积累掌握．