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-1）	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．
（1）该反应的化学方程式为

 

．
（2）20s时，N₂O₄的浓度为

 

mol?L^-1，0～20s内N₂O₄的平均反应速率为

 

（3）该反应的平衡常数表达式K=

 

，80℃反应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
（5）要增大该反应的K值，可采取的措施

 

A．增大N₂O₄起始浓度    B．向混合气中通入NO₂
C．使用高效催化剂      D．升高温度
（6）如图是80℃时容器中N₂O₄浓度的变化图，请在该图中补画出该反应在60℃反应时N₂O₄浓度的变化曲线．

Answer 1

考点：化学平衡建立的过程,化学平衡常数的含义,化学平衡的影响因素

专题：化学平衡专题

分析：（1）依据图表数据分析，反应物和生成物分析判断；
（2）化学平衡的三段式列式计算，结合化学反应速率概念计算0～20s内N₂O₄的平均反应速率；
（3）依据化学方程式和平衡常数概念写出平衡常数表达式，依据80°C平衡状态下结合三段式列式计算平衡浓度计算平衡常数；
（4）根据平衡常数的定义可知，K值越大，生成物浓度越大，反应物浓度越小，则反应正向进行的程度越大，据此答题；
（5）要增大该反应的K值，就是要使平衡正向移动，且平衡常数只与温度有关，根据影响平衡常数的外界因素可以作判断；
（6）根据温度对化学反应速率和化学平衡的影响

解答： 解：（1）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，反应的化学方程式为N₂O₄?2NO₂，故答案为：N₂O₄?2NO₂；
（2）进行到20S；
                N₂O₄?2NO₂ 
起始量（mol）  0.4    0
变化量（mol） 0.12   0.24
20S末（mol）  0.28  0.24
20s时，N₂O₄的浓度=

0.28mol

2L

=0.14mol/L；
0～20s内N₂O₄的平均反应速率=

0.12mol 2L

20s

=0.003mol/（L?s）；
故答案为：0.14；0.003mol/（L?s）；
（3）N₂O₄?2NO₂，平衡常数K=

c2(NO2)

c(N2O4)

，
80°C平衡状态和60S是相同平衡状态，平衡浓度c（NO₂）=0.22mol/L，c（N₂O₄）=0.09mol/L；
平衡常数K=

c2(NO2)

c(N2O4)

═

0.222

0.09

=0.54，
故答案为：

c2(NO2)

c(N2O4)

；0.54；
（4）N₂O₄?2NO₂
根据平衡常数的定义可知，K值越大，生成物浓度越大，反应物浓度越小，则反应正向进行的程度越大，
A．反应正向进行，K值越大，N₂O₄的转化率越高，故A正确          
 B．反应正向进行，K值越大，NO₂的产量越大，故B正确；
C．K值越大，生成物浓度越大，反应物浓度越小，N₂O₄与NO₂的浓度之比越小，故C错误；      
D．K值越大，生成物浓度越大，反应物浓度越小，则反应正向进行的程度越大，故D正确；
故答案为：ABD．
（5）要增大该反应的K值，就是要使平衡正向移动，且平衡常数只与温度有关，根据影响平衡常数的外界因素可知，只有D正确；
故选D；
 （6）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．说明降温平衡逆向进行，逆反应为放热反应，正反应为吸热反应，
温度降低，化学反应速率减慢，到达平衡的时间长，同时，温度降低，化学平衡向放热的方向移动，即逆反应方向移动，60℃反应时N₂O₄浓度的变化的曲线
如右图
故答案为：；

点评：本题考查了化学反应速率的计算、化学平衡常数的含义、化学图象分析和绘制等知识点，注意化学平衡常数只与温度有关，与物质的浓度无关，题目难度中等．