Question

100⁰C时，将0.40mol二氧化氮气体充入2L密闭容器中，发生反应2NO₂（g）?N₂O₄（g）△H=-57kJ?mol^-1，每隔一段时间对该容器内的物质进行分析．得到数据如下表所示：

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

下列说法正确的是（　　）

• A、反应开始20s内，用二氧化氮表示的平均反应速率为0.005mol?L^-1?s^-1
• B、保持其他条件不变，若起始时向容器中充入0.30mol NO₂和0.10mol N₂O₄，则此时v_正＜v_逆
• C、80s时向容器中再加入0.32mol氮气，同时将容器扩大为4L，则平衡不移动
• D、保持其他条件不变，向容器中再充入是0.20mol NO₂，达到平衡时，NO₂的体积分数减小

Answer 1

考点：化学平衡的影响因素,反应速率的定量表示方法

专题：化学平衡专题

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=0.3，n₂=0.07，n₃=n₄=0.24，
A．根据v=

△n V

△t

计算v（NO₂）；
B．依据平衡状态平衡常数计算平衡常数，结合浓度商计算和平衡常数比较分析判断反应进行方向；
C．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；
D．相同条件下，起始投料为0.20 mol NO₂达到平衡与开始投入0.40molNO₂到达的平衡状态分析NO₂的体积分数变化．

解答： 解：由表中数据，60s、80s是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．v（NO₂）=

0.4mol-0.3mol 2L

20s

=0.0025 mol/（L?s），故A错误；
B、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=0.24，2NO₂?N₂O₄，平衡状态NO₂浓度为

0.24mol

2L

=0.12mol/L，N₂O₄平衡浓度=

0.08mol

2L

=0.04mol/L，平衡常数K=

0.04mol/L

(0.12mol/L)2

=2.78，0.30mol NO₂和0.10mol N₂O₄，依据浓度商Q=

0.10mol 2L

( 0.3mol 2L )2

=2.2＜K=2.78，v_正＞v_逆，故B错误；
C．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C错误；
D．相同条件下，起始投料为0.20 mol NO₂达到平衡与开始投入0.40molNO₂到达的平衡状态相比，恒容容器中达到平衡，NO₂的体积分数减小，故D正确，
故选D．

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，难度不大，C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．