题目内容

1.在80℃时,将0.40mol 的N2O4气体充入2L 已经抽成真空的固定容积的密闭容器中,发生如下反应:N2O4(g)?2NO2(g)△H=+56.9kJ/mol,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
n/mol
020406080100
n(N2O4)0.40a0.20cde
n(NO2)0.000.24b0.520.600.60
(1)计算在80℃时该反应的平衡常数K=1.8.
(2)反应进行至100s 后将反应混合物的温度降低,混合气体的颜色变浅(填“变浅”、“变深”或“不变”).
(3)要增大该反应的K值,可采取的措施有D(填序号).
A.增大N2O4起始浓度  B.向混合气体中通入NO2C.使用高效催化剂  D.升高温度
(4)当反应达到平衡后,下列操作,不能使平衡混合气体颜色加深的是D
A.恒温恒容下再通入N2O4气体
B.恒温恒容下再通入NO2气体
C.恒容时,升高温度
D.恒温恒容时通入Ar
E.恒温时压缩体积
(5)图中,交点A表示该反应的所处的状态为B
A.平衡状态  B.朝正反应方向移动C.朝逆反应方向移动    D.无法判断.

分析 (1)化学平衡常数表达式等于生成物浓度的幂之积比上反应物浓度的幂之积,由表中数据可知80s时,反应达平衡状态,计算出平衡时反应混合物各组分的物质的量,进而计算平衡时各组分的浓度,代入平衡常数表达式计算;
(2)该反应正反应是吸热反应,降低温度平衡向逆反应方向移动,NO2浓度减小;
(3)平衡常数只受温度影响,要增大该反应的K值,应改变温度使平衡向正反应方向移动;
(4)要使混合气体的颜色加深,即增大了NO2的浓度,平衡正向移动,从影响平衡移动的因素角度考虑;
(5)图中,交点A表示N2O4和NO2的消耗速率相等,又反应速率之比等于系数之比,据此分析.

解答 解:(1)化学平衡常数表达式等于生成物浓度的幂之积比上反应物浓度的幂之积,K=$\frac{{c}^{2}(NO{\;}_{2)}}{c(N{\;}_{2}O{\;}_{4})}$,由表中数据可知80s时,反应达平衡状态,由(1)中计算可知d=e=0.1mol,故c(N2O4)=$\frac{0.1mol}{2L}$=0.05mol/L,c(NO2)=$\frac{0.6mol}{2L}$=0.3mol/L,所以该温度下平衡常数k=$\frac{0.3{\;}^{2}}{0.05}$mol•L-1=1.8mol•L-1,
故答案为:1.8;
(2)该反应正反应是吸热反应,降低温度平衡向逆反应方向移动,NO2浓度减小,气体的颜色变浅,故答案为:变浅;
(3)平衡常数只受温度影响,要增大该反应的K值,应改变温度使平衡向正反应方向移动,该反应正反应是吸热反应,故应升高温度平衡向正反应移动,平衡常数k增大,所以要增大该反应的K值,可采取的措施为D;
故答案为:D;
(4)A.恒温恒容下再通入N2O4气体,平衡正向移动,混合气体的颜色加深,故正确;
B.恒温恒容下再通入NO2气体,NO2的浓度增大,混合气体的颜色加深,故正确;
C.恒容时,升高温度,平衡正向移动,混合气体的颜色加深,故正确;
D.恒温恒容时通入Ar,平衡不移动,NO2的浓度不变,混合气体的颜色不变,故错误;
E.恒温时压缩体积,各种气体的浓度都增大,混合气体的颜色加深,故正确;
故选D;
(5)图中,交点A表示N2O4和NO2的消耗速率相等,又反应速率之比等于系数之比,所以向正反应的消耗N2O4的速率大,所以朝正反应方向移动,故选:B.

点评 本题考查了化学平衡的计算和外界条件对化学平衡的影响,题目难度中等,注意化学平衡常数只与温度有关,与其它任何物理量都无关.

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