Question

12．在80℃時(shí)，將0.4mol的四氧化二氮?dú)怏w充入2L已抽空的固定容積的密閉容器中，隔一段時(shí)間對(duì)該容器內(nèi)的物質(zhì)進(jìn)行分析，得到如下數(shù)據(jù)：

時(shí)間（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

反應(yīng)進(jìn)行至100s后將反應(yīng)混合物的溫度降低，發(fā)現(xiàn)氣體的顏色變淺．
（1）該反應(yīng)的化學(xué)方程式為N₂O₄?2NO₂，表中b＞c（填“＜”、“=”、“＞”）．
（2）20s時(shí)，N₂O₄的濃度為0.14mol/L，0～20s內(nèi)N₂O₄的平均反應(yīng)速率為0.003mol/（L•s）．
（3）該反應(yīng)的平衡常數(shù)表達(dá)式K=$\frac{{c}^{2}（N{O}_{2}）}{c（{N}_{2}{O}_{4}）}$，在80℃時(shí)該反應(yīng)的平衡常數(shù)K值為0.54（保留2位小數(shù)）．
（4）在其他條件相同時(shí)，該反應(yīng)的K值越大，表明建立平衡時(shí)ABD．
A．N₂O₄的轉(zhuǎn)化率越高  B．NO₂的產(chǎn)量越大  C．N₂O₄與NO₂的濃度之比越大 D．正反應(yīng)進(jìn)行的程度越大
（5）要增大該反應(yīng)的K值，可采取的措施D
A．增大N₂O₄起始濃度 B．向混合氣中通入NO₂ C．使用高效催化劑 D．升高溫度
（6）如圖是80℃時(shí)容器中N₂O₄濃度隨時(shí)間t的變化圖，請(qǐng)?jiān)谠搱D中補(bǔ)畫出該反應(yīng)在60℃反應(yīng)時(shí)N₂O₄濃度的變化曲線．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)根據(jù)表格知，0.12＜b≤0.22，c≤0.10，據(jù)此判斷b、c的關(guān)系，依據(jù)圖表數(shù)據(jù)分析，反應(yīng)物和生成物分析判斷；
（2）化學(xué)平衡的三段式列式計(jì)算，結(jié)合化學(xué)反應(yīng)速率概念計(jì)算0～20s內(nèi)N₂O₄的平均反應(yīng)速率；
（3）依據(jù)化學(xué)方程式和平衡常數(shù)概念寫出平衡常數(shù)表達(dá)式，依據(jù)80°C平衡狀態(tài)下結(jié)合三段式列式計(jì)算平衡濃度計(jì)算平衡常數(shù)；
（4）根據(jù)平衡常數(shù)的定義可知，K值越大，生成物濃度越大，反應(yīng)物濃度越小，則反應(yīng)正向進(jìn)行的程度越大，據(jù)此答題；
（5）要增大該反應(yīng)的K值，就是要使平衡正向移動(dòng)，且平衡常數(shù)只與溫度有關(guān)，根據(jù)影響平衡常數(shù)的外界因素可以作判斷；
（6）根據(jù)溫度對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率和化學(xué)平衡的影響，溫度降低，化學(xué)反應(yīng)速率減慢，到達(dá)平衡的時(shí)間長，同時(shí)，溫度降低，化學(xué)平衡向放熱的方向移動(dòng)，即逆反應(yīng)方向移動(dòng)，N₂O₄濃度大于80°C的濃度，到達(dá)平衡所需時(shí)間長．

解答 解：（1）根據(jù)表格知，0.12＜b≤0.22，c≤0.10，所以b＞c；將0.4mol的四氧化二氮?dú)怏w充入2L已抽空的固定容積的密閉容器中，反應(yīng)的化學(xué)方程式為N₂O₄?2NO₂，
故答案為：N₂O₄?2NO₂，b＞c；
（2）進(jìn)行到20S；
              N₂O₄?2NO₂
起始量（mol） 0.4     0
變化量（mol） 0.12   0.24
20S末（mol） 0.28   0.24
20s時(shí)，N₂O₄的濃度=$\frac{0.28mol}{2L}$=0.14mol/L；
0～20s內(nèi)N₂O₄的平均反應(yīng)速率=$\frac{\frac{0.12mol}{2L}}{20s}$=0.003mol/（L•s）；
故答案為：0.14；0.003mol/（L•s）；
（3）N₂O₄?2NO₂，平衡常數(shù)K=$\frac{{c}^{2}（N{O}_{2}）}{c（{N}_{2}{O}_{4}）}$，
80°C平衡狀態(tài)和60S是相同平衡狀態(tài)，平衡濃度c（NO₂）=0.22mol/L，c（N₂O₄）=0.09mol/L；
平衡常數(shù)K=$\frac{{c}^{2}（N{O}_{2}）}{c（{N}_{2}{O}_{4}）}$═$\frac{0.2{2}^{2}}{0.09}$=0.54，
故答案為：$\frac{{c}^{2}（N{O}_{2}）}{c（{N}_{2}{O}_{4}）}$；0.54；
（4）N₂O₄?2NO₂，根據(jù)平衡常數(shù)的定義可知，K值越大，生成物濃度越大，反應(yīng)物濃度越小，則反應(yīng)正向進(jìn)行的程度越大，
A．反應(yīng)正向進(jìn)行，K值越大，N₂O₄的轉(zhuǎn)化率越高，故A正確
B．反應(yīng)正向進(jìn)行，K值越大，NO₂的產(chǎn)量越大，故B正確；
C．K值越大，生成物濃度越大，反應(yīng)物濃度越小，N₂O₄與NO₂的濃度之比越小，故C錯(cuò)誤；
D．K值越大，生成物濃度越大，反應(yīng)物濃度越小，則反應(yīng)正向進(jìn)行的程度越大，故D正確；
故答案為：ABD．
（5）要增大該反應(yīng)的K值，就是要使平衡正向移動(dòng)，且平衡常數(shù)只與溫度有關(guān)，根據(jù)影響平衡常數(shù)的外界因素可知，只有D正確；
故選D，
故答案為：D；
（6）應(yīng)進(jìn)行至100s后將反應(yīng)混合物的溫度降低，發(fā)現(xiàn)氣體的顏色變淺．說明降溫平衡逆向進(jìn)行，逆反應(yīng)為放熱反應(yīng)，正反應(yīng)為吸熱反應(yīng)，
溫度降低，化學(xué)反應(yīng)速率減慢，到達(dá)平衡的時(shí)間長，同時(shí)，溫度降低，化學(xué)平衡向放熱的方向移動(dòng)，即逆反應(yīng)方向移動(dòng)，60℃反應(yīng)時(shí)N₂O₄濃度的變化的曲線
如右圖，故答案為：．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了化學(xué)反應(yīng)速率的計(jì)算、化學(xué)平衡常數(shù)的含義、化學(xué)圖象分析和繪制等知識(shí)點(diǎn)，注意化學(xué)平衡常數(shù)只與溫度有關(guān)，與物質(zhì)的濃度無關(guān)，題目難度中等．