Question

7．一定温度下，在容积为1L的密闭容器内放入2mol N₂O₄和8mol NO₂，发生如下反应：2NO₂（红棕色）?N₂O₄（无色）（△H＜0），反应中NO₂、N₂O₄的物质的量随反应时间变化的曲线如图，按下列要求作答：

（1）在该温度下，反应的化学平衡常数表达式为：$K=\frac{{c（{N_2}{O_4}）}}{{{c^2}{{（N{O_2}）}^{\;}}}}$
（2）若t₁=10s，t₂=20s，计算从t₁至t₂时以N₂O₄表示的反应速率：0.1mol•L^-1•s^-1
（3）图中t₁、t₂、t₃哪一个时刻表示反应已经达到平衡？答：t₃
（4）t₁时，正反应速率＞（填“＞”、“＜”或“=”）逆反应速率．

Answer 1

分析 （1）化学平衡常数，是指在一定温度下，可逆反应达到平衡时各生成物浓度的化学计量数次幂的乘积除以各反应物浓度的化学计量数次幂的乘积所得的比值，据此书写；
（2）由图可知，从t₁至t₂时N₂O₄的物质的量变化量为4mol-3mol=1mol，根据v=$\frac{\frac{△n}{V}}{△t}$计算v（N₂O₄）；
（3）到达平衡时，反应混合物各组分的物质的量不发生变化，据此结合图象判断；
（4）t₁时刻后，NO₂浓度降低，N₂O₄浓度增大，未到达平衡状态，反应向正反应进行．

解答 解：（1）可逆反应2NO₂?N₂O₄的平衡常数表达式$K=\frac{{c（{N_2}{O_4}）}}{{{c^2}{{（N{O_2}）}^{\;}}}}$，故答案为：$K=\frac{{c（{N_2}{O_4}）}}{{{c^2}{{（N{O_2}）}^{\;}}}}$；
（2）由图可知，从t₁至t₂时N₂O₄的物质的量变化量为4mol-3mol=1mol，故v（N₂O₄）=$\frac{\frac{1mol}{1L}}{20s-10s}$=0.1mol/（L•s），
故答案为：0.1；
（3）到达平衡时，反应混合物各组分的物质的量不发生变化，由图象可知，t₃时刻处于平衡状态，故答案为：t₃；
（4）t₁时刻后，NO₂浓度降低，N₂O₄浓度增大，未到达平衡状态，反应向正反应进行，故正反应速率大于逆反应速率，
故答案为：＞．

点评 本题考查化学平衡图象、化学平衡常数、反应速率计算、化学平衡的影响因素等，难度不大，注意基础知识的理解掌握．