Question

在80℃時，將0.4mol的四氧化二氮氣體充入2L已抽空的固定容積的密閉容器中，隔一段時間對該容器內(nèi)的物質(zhì)進行分析，得到如下數(shù)據(jù)：

時間 （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

反應(yīng)進行至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)的化學方程式為

 

．
（2）20s時，N₂O₄的濃度為

 

mol?L^-1，0～20s內(nèi)N₂O₄的平均反應(yīng)速率為

 

（3）該反應(yīng)的平衡常數(shù)表達式K=

 

，80℃反應(yīng)K值為

 

保留2位小數(shù)）
（4）在其他條件相同時，該反應(yīng)的K值越大，表明建立平衡時

 

．
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)進行的程度越大
（5）要增大該反應(yīng)的K值，可采取的措施

 

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℃時容器中N₂O₄濃度的變化圖，請在該圖中補畫出該反應(yīng)在60℃反應(yīng)時N₂O₄濃度的變化曲線．

Answer 1

考點：化學平衡建立的過程,化學平衡常數(shù)的含義,化學平衡的影響因素

專題：化學平衡專題

分析：（1）依據(jù)圖表數(shù)據(jù)分析，反應(yīng)物和生成物分析判斷；
（2）化學平衡的三段式列式計算，結(jié)合化學反應(yīng)速率概念計算0～20s內(nèi)N₂O₄的平均反應(yīng)速率；
（3）依據(jù)化學方程式和平衡常數(shù)概念寫出平衡常數(shù)表達式，依據(jù)80°C平衡狀態(tài)下結(jié)合三段式列式計算平衡濃度計算平衡常數(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，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)溫度對化學反應(yīng)速率和化學平衡的影響

解答： 解：（1）將0.4mol的四氧化二氮氣體充入2L已抽空的固定容積的密閉容器中，反應(yīng)的化學方程式為N₂O₄?2NO₂，故答案為：N₂O₄?2NO₂；
（2）進行到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，N₂O₄的濃度=

0.28mol

2L

=0.14mol/L；
0～20s內(nèi)N₂O₄的平均反應(yīng)速率=

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=

c2(NO2)

c(N2O4)

，
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=

c2(NO2)

c(N2O4)

═

0.222

0.09

=0.54，
故答案為：

c2(NO2)

c(N2O4)

；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)正向進行的程度越大，
A．反應(yīng)正向進行，K值越大，N₂O₄的轉(zhuǎn)化率越高，故A正確          
 B．反應(yīng)正向進行，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，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；
 （6）應(yīng)進行至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，化學反應(yīng)速率減慢，到達平衡的時間長，同時，溫度降低，化學平衡向放熱的方向移動，即逆反應(yīng)方向移動，60℃反應(yīng)時N₂O₄濃度的變化的曲線
如右圖
故答案為：；

點評：本題考查了化學反應(yīng)速率的計算、化學平衡常數(shù)的含義、化學圖象分析和繪制等知識點，注意化學平衡常數(shù)只與溫度有關(guān)，與物質(zhì)的濃度無關(guān)，題目難度中等．