Question

4．80℃時，將0.40mol的N₂O₄氣體充入2L已經(jīng)抽空的固定容積的密閉容器中，發(fā)生如下反應(yīng)：N₂O₄═2NO₂△H＞0，隔一段時間對該容器內(nèi)的物質(zhì)進(jìn)行分析，得到如下數(shù)據(jù)：

時間（s） n（mol）	0	20	40	60	80	110
n（N2O4）	0.40	a	0.20	c	d	e
n（NO2）	0.00	0.24	b	0.52	0.60	0.60

①計(jì)算20s-40s內(nèi)用N₂O₄表示的平均反應(yīng)速率為0.002 mol/（L．s）
②計(jì)算在80℃時該反應(yīng)的N₂O₄的轉(zhuǎn)化率=75%此溫度下NO₂的體積分?jǐn)?shù)=$\frac{6}{7}$，此時容器內(nèi)壓強(qiáng)與反應(yīng)起始時的比值為$\frac{7}{4}$．
③反應(yīng)進(jìn)行至110s后將反應(yīng)混合物的溫度降低，混合氣體的顏色變淺；如果此時加入NO₂，則此時容器內(nèi)顏色變深（填“變淺”、“變深”或“不變”）
④要增大該反應(yīng)NO₂ 的體積分?jǐn)?shù)，可采取的措施有（填序號）D
A．增大N₂O₄的起始濃度     B．通入N₂氣體
C．使用高效催化劑        D．升高溫度．

Answer 1

分析 ①20s時△n（NO₂）=0.24mol，則△c（N₂O₄）=$\frac{1}{2}$△n（NO₂）=0.12mol，則a=0.4-0.12=0.28，再根據(jù)v=$\frac{△c}{△t}$計(jì)算v（N₂O₄）；
②由表中數(shù)據(jù)可知，80s時反應(yīng)達(dá)平衡狀態(tài)，平衡時NO₂為0.6mol，則：
            N₂O₄（g）?2NO₂（g）
起始量（mol）：0.4      0
轉(zhuǎn)化量（mol）：0.3      0.6
平衡量（mol）：0.1      0.6
進(jìn)而計(jì)算N₂O₄的轉(zhuǎn)化率、NO₂的體積分?jǐn)?shù)，恒溫恒容下，壓強(qiáng)之比等于氣體物質(zhì)的量之比；
③正反應(yīng)為吸熱反應(yīng)，溫度降低，平衡向逆反應(yīng)方向移動，二氧化氮的濃度降低；如果此時加入NO₂，平衡逆向移動，四氧化二氮濃度增大，平衡常數(shù)不變，則二氧化氮的濃度增大；
④A．增大N₂O₄的起始濃度，等效為增大壓強(qiáng)，平衡逆向移動；
B．通入N₂氣體，恒溫恒容下，反應(yīng)體系各組分濃度不變，平衡不移動；
C．使用高效催化劑，不影響平衡移動；
D．正反應(yīng)為吸熱反應(yīng)，升高溫度，平衡正向移動．

解答 解：①20s時△n（NO₂）=0.24mol，則△c（N₂O₄）=$\frac{1}{2}$△n（NO₂）=0.12mol，則a=0.4-0.12=0.28，故v（N₂O₄）=$\frac{\frac{0.28mol-0.2mol}{2L}}{40s-20s}$=0.002mol/（L．s），故答案為：0.002；
②由表中數(shù)據(jù)可知，80s時反應(yīng)達(dá)平衡狀態(tài)，平衡時NO₂為0.6mol，則：
            N₂O₄（g）?2NO₂（g）
起始量（mol）：0.4       0
轉(zhuǎn)化量（mol）：0.3      0.6
平衡量（mol）：0.1      0.6
則N₂O₄的轉(zhuǎn)化率=$\frac{0.3mol}{0.4mol}$×100%=75%，NO₂的體積分?jǐn)?shù)=$\frac{0.6mol}{0.7mol}$=$\frac{6}{7}$，恒溫恒容下，壓強(qiáng)之比等于氣體物質(zhì)的量之比，故此時容器內(nèi)壓強(qiáng)與反應(yīng)起始時的比值為$\frac{0.7mol}{0.4mol}$=$\frac{7}{4}$，
故答案為：75%；$\frac{6}{7}$；$\frac{7}{4}$；
③正反應(yīng)為吸熱反應(yīng)，溫度降低，平衡向逆反應(yīng)方向移動，二氧化氮的濃度降低，混合氣體的顏色變淺；
如果此時加入NO₂，平衡逆向移動，四氧化二氮濃度增大，平衡常數(shù)不變，則二氧化氮的濃度增大，混合氣體的顏色變深，
故答案為：變淺；變深；
④A．增大N₂O₄的起始濃度，等效為增大壓強(qiáng)，平衡逆向移動，NO₂ 的體積分?jǐn)?shù)減小，故A錯誤；
B．通入N₂氣體，恒溫恒容下，反應(yīng)體系各組分濃度不變，平衡不移動，NO₂ 的體積分?jǐn)?shù)不變，故B錯誤；
C．使用高效催化劑，不影響平衡移動，NO₂ 的體積分?jǐn)?shù)不變，故C錯誤；
D．正反應(yīng)為吸熱反應(yīng)，升高溫度，平衡正向移動，NO₂ 的體積分?jǐn)?shù)增大，故D正確，
故選：D．

點(diǎn)評 本題考查化學(xué)平衡計(jì)算與影響因素、化學(xué)反應(yīng)速率等，側(cè)重考查學(xué)生的分析計(jì)算能力，注意對平衡移動原理的理解掌握，難度中等．