Question

在80℃时，将0．4mol的四氧化二氮气体充入2L已抽空的固定容积的密闭容器中，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） C（mol/L）	0	20	40	60	80	100
C（N2O4）	0．20	a	0．10	c	d	e
C（NO2）	0．00	0．12	b	0．22	0．22	0．22

反应进行至100s后将反应混合物的温度降低，发现气体的颜色变浅。
请回答下列问题：
（1）该反应的化学方程式为                  ，正反应是         （填“吸热”或“放热”）反应。
（2）20s时，N₂O₄的的浓度为      mol/L，0~20s内N₂O₄的平均反应速率为           。
（3）在80℃时该反应的平衡常数K值为          （保留2位小数）。
（4）在其他条件相同时，该反应的K值越大，表明建立平衡时            。
A、N₂O₄的转化率越高                 B、NO₂的产量越大
C、N₂O₄与NO₂的浓度之比越大          D、正反应进行的程度越大

Answer 1

（每空2分，共12分）（1）N₂O₄ 2NO₂，吸热
（2）0.14， 0.003 mol/（L·s） （3）0.54 （4）ABD

解析试题分析：（1）N₂O₄分解生成NO₂，反应的化学方程式是N₂O₄ 2NO₂。根据表中数据可知，反应进行到60s时，物质到浓度不再发生变化，说明反应达到平衡状态。当反应进行到反应进行至100s后将反应混合物的温度降低，发现气体的颜色变浅，这说明降低温度反应写逆反应方向移动，因此正反应是吸热反应。
（2）20s时，四氧化二氮的浓度为a
N₂O₄                2NO₂
1mol/L                2mol/L
（0.20－a）mol/L      0.12mol/L
解得a＝0.14mol/L
则反应的N₂O₄浓度为（0.2－0.14）mol/L＝0.06mol/L
则反应速率v（N₂O₄）＝0.06mol/L÷20s＝0.003 mol/（L·s）
（3）平衡时NO₂当浓度是0.22mol/L，则N₂O₄的浓度是0.2mol/L－0.11mol/L＝0.09mol/L
所以根据反应的方程式可知，平衡常数K＝
（4）根据化学平衡常数知，K越大，生成物的浓度越大，反应物的浓度越小，N₂O₄的转化率大、NO₂的产量越大、N₂O₄与NO₂的浓度之比越小、正反应进行的程度越大，即选项ABD正确，答案选ABD。
考点：考查化学反应速率、平衡常数的计算、化学平衡常数的应用以及外界条件对平衡状态的影响
点评：该题是高考中的常见题型，属于综合性试题的考查。试题在注重对学生基础知识巩固和训练的同时，侧重对学生解题能力的培养和方法的指导与训练，旨在培养学生分析、归纳、总结问题的能力。有利于调动学生的学习兴趣和学习积极性，也有助于培养学生的逻辑推理能力和抽象思维能力。