Question

在温度为298K时，将0.10mol无色的N₂O₄气体放入1L抽空的密闭容器中，出现红棕色，直至建立N₂O₄（g）?2NO₂（g）的平衡．下图表示测定N₂O₄的浓度与时间关系的曲线（纵坐标为N₂O₄的浓度，横坐标为时间）．
（1）计算在2s至4s时间内，NO₂的平均生成速率为

 

．
（2）若在相同情况下最初向该容器充入的是二氧化氮气体，要达到同样的平衡状态，二氧化氮的起始浓度是

 

mol?L^-1．
（3）在温度为298K时，达到平衡时四氧化二氮的转化率α₁等于

 

．化学平衡常数为

 

．
（4）若在7s时向该密闭容器中再充入0.10mol N₂O₄气体，此时平衡向

 

方向移动（填“正”或“逆”）；再次达平衡时，总计0.20mol N₂O₄的转化率为α₂，正确的是

 

A．α₂＜α₁       B．α₂＞α₁     C．α₂=α₁      D．无法判断．
（5）下表是不同温度下测定的该反应的化学平衡常数．

T/K	310	320
K值	0.38	0.42

据此判断该反应正反应是

 

反应（填“吸热”或“放热”）
（6）若其他条件不变，反应在398K条件下进行并达到平衡，此温度下N₂O₄的浓度随时间变化的曲线（以298K条件下进行并达到平衡的曲线作为参照）正确的是

 

Answer 1

考点：物质的量或浓度随时间的变化曲线,化学平衡的影响因素,化学平衡的计算

专题：化学平衡专题

分析：（1）根据v=

△c

△t

计算反应速率；
（2）根据等效平衡的思想可以判断；
（3）根据三段式可以计算转化率和平衡常数；
（4）根据浓度和压强对平衡的影响可以作判断；
（5）根据温度对平衡的影响可以判断；
（6）根据温度对平衡移动的影响可以判断．

解答： 解：（1）在2s至4s时间内，NO₂的平均生成速率v=

△c

△t

=

(0.07mol?L-1-0.05mol?L-1)×2

2s

=0.02mol?L^-1?S^-1，故答案为：0.02mol?L^-1?S^-1；
（2）若在相同情况下最初向该容器充入的是二氧化氮气体，要达到同样的平衡状态，即与原平衡为等效平衡，根据等效平衡的特点，充入的二氧化氮气体折算成四氧化二氮，与原浓度一样，所以折算为二氧化氮作为起始物时，其浓度0.20mol?L^-1，故答案为：0.20；
（3）利用三段式    
                       N₂O₄ 2NO₂
起始浓度（mol?L^-1）     0.1           0
转化浓度（mol?L^-1）    0.06          0.12
平衡浓度（mol?L^-1）　  0.04         0.12
∴四氧化二氮的转化率α₁=

0.06mol?L-1

0.1mol?L-1

×100%=60%，
化学平衡常数为

(0.12mol?L-1)2

0.04mol?L-1

=0.36mol?L^-1
故答案为：60%；0.36；
（4）根据平衡移动原理，增加反应物浓度平衡正向移动；在容积不变的条件下，再充入0.10mol N₂O₄气体，达到平衡时体系的压强比原平衡体系压强大，N₂O₄的转化率下降工，故α₂＜α₁，故答案为：正；A；
（5）由图表可知温度升高K值增大，平衡正向移动，所以正反应为吸热反应，故答案为：吸；
（6）若其他条件不变，反应在398K条件下进行并达到平衡，与原平衡相比，平衡正向移动，N₂O₄气体的浓度下降，故C图符合要求，故答案为：C．

点评：本题考查了化学平衡图象、转化率计算、平衡常数的计算、等效平衡的思想等知识，中等难度，在解题时要注意准确运用图表中信息解答相关问题．