Question

5．在100℃时，将0.40mol二氧化氮气体充入 2L密闭容器中，每隔一段时间对该容器内的物质进行分析，得到如表数据，下列说法中正确的是（　　）

时间（s）	0	20	40	60	80
n（NO2）/mol	0.40	n1	0.26	n3	n4
n（N2O4）/mol	0.00	0.05	n2	0.08	0.08

• A． 反应开始20 s内以二氧化氮表示的平均反应速率为0.00125 mol/L•s
• B． 80 s时向容器中加入0.32 mol氦气，同时将容器扩大为 4 L，则平衡将不移动
• C． 当反应达到平衡后，若缩小容器的体积，平衡向生成N₂O₄方向移动，气体的颜色变深
• D． 若其它条件不变，起始投料改为0.40 mol N₂O₄，相同条件下达平衡，则各组分含量与原平衡体系对应相等

Answer 1

分析 由表中数据，60s、80s时四氧化二氮的物质的量相等，则60s时到达平衡，由N元素守恒可知，n₁=0.35，n₂=0.07，n₃=n₄=0.24，
A．根据v=$\frac{\frac{△n}{V}}{△t}$计算反应开始20 s内以二氧化氮表示的平均反应速率；
B．体积扩大反应混合物的浓度降低，平衡向气体体积增大的方向移动；
C．相同条件下，0.4mol二氧化氮与0.2mol四氧化二氮互为等效平衡；
D．相同条件下，起始时向容器中充入0.20 mol N₂O₄，达到平衡与开始投入0.40molNO₂到达的平衡状态是等效平衡．

解答 解：由表中数据，60s、80s时四氧化二氮的物质的量相等，则60s时到达平衡，由N元素守恒可知，n₁=0.3，n₂=0.07，n₃=n₄=0.24，
A．反应开始20 s内以二氧化氮表示的平均反应速率v（NO₂）=$\frac{\frac{△n}{V}}{△t}$=$\frac{\frac{0.4mol-0.3mol}{2L}}{20s}$=0.0025 mol/（L•s），故A错误；
B．体积扩大反应混合物的浓度降低，平衡向气体体积增大的方向移动，即向生成二氧化氮的方向移动，故B错误；
C．当反应达到平衡后，若缩小容器的体积，平衡向生成N₂O₄方向移动，但因为二氧化氮的浓度增大，混合气体颜色变深，故C正确；
D．相同条件下，起始投料为0.20 mol N₂O₄达到平衡与开始投入0.40molNO₂到达的平衡状态相同，故D错误；
答选C．

点评 本题考查化学反应速率计算、化学平衡影响因素、等效平衡等知识，题目难度中等，B选项为易错点，注意总压强不变但反应混合气体的分压减小，相当于降低压强，试题培养了学生的化学计算能力．