Question

在80℃時(shí)，0.40mol的N₂O₄氣體充入2L固定容積的密閉容器中發(fā)生如下反應(yīng)：N₂O₄（g）?2NO₂（g）△H＞0，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） n（mol）	0	20	40	60	80	100
n（N2O4）	0.40	a	0.20	c	d	e
n（NO2）	0.00	0.24	b	0.52	0.60	0.60

（1）80℃該反應(yīng)的化學(xué)平衡常數(shù)表達(dá)式K=

 

 （不要求計(jì)算）
（2）計(jì)算20s-40s內(nèi)用N₂O₄表示的平均反應(yīng)速率為

 

（3）反應(yīng)進(jìn)行至100s后將反應(yīng)混合物的溫度降低，混合氣體的顏色

 

 （填“變淺”、“變深”或“不變”）．
（4）要增大該反應(yīng)的K值，可采取的措施有

 

（填序號(hào)），若要重新達(dá)到平衡時(shí)，使[NO₂]/[N₂O₄]值變小，可采取的措施有

 

（填序號(hào)）．
A． 增大N₂O₄的起始濃度
B． 向混合氣體中通入NO₂
C． 使用高效催化劑
D． 升高溫度
（5）如圖是80℃時(shí)容器中N₂O₄物質(zhì)的量的變化曲線(xiàn)，請(qǐng)?jiān)谠搱D中畫(huà)出該反應(yīng)在100℃時(shí)N₂O₄物質(zhì)的量的變化曲線(xiàn)．

Answer 1

考點(diǎn)：物質(zhì)的量或濃度隨時(shí)間的變化曲線(xiàn),化學(xué)平衡常數(shù)的含義,化學(xué)平衡的影響因素

專(zhuān)題：化學(xué)平衡專(zhuān)題

分析：（1）根據(jù)反應(yīng)方程式結(jié)合平衡常數(shù)的含義書(shū)寫(xiě)；
（2）先根據(jù)二氧化氮物質(zhì)的量計(jì)算20s內(nèi)反應(yīng)的四氧化二氮的物質(zhì)的量，進(jìn)而計(jì)算20s時(shí)容器內(nèi)四氧化二氮的物質(zhì)的量，再計(jì)算20s～40s參加反應(yīng)的四氧化二氮的物質(zhì)的量，再根據(jù)速率定義式計(jì)算四氧化二氮的平均反應(yīng)速率；
（3）該反應(yīng)正反應(yīng)是吸熱反應(yīng)，降低溫度平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng)，NO₂濃度減��；
（4）平衡常數(shù)只受溫度影響，要增大該反應(yīng)的K值，應(yīng)改變溫度使平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)；使

[NO2]

[N2O4]

值變小，應(yīng)使平衡向逆反應(yīng)方向移；
（5）升高溫度，化學(xué)反應(yīng)速率增大，平衡向吸熱方向移動(dòng)．

解答： 解：（1）已知N₂O₄（g）?2NO₂（g）△，則該反應(yīng)的化學(xué)平衡常數(shù)表達(dá)式K=

c2(NO2)

c(N2O4)

；
故答案為：K=

c2(NO2)

c(N2O4)

；
（2）20s時(shí)△n（NO₂）=0.24mol，故△n（N₂O₄）=

1

2

△n（NO₂）=

1

2

×0.24mol=0.12mol，所以a=0.4mol-0.12mol=0.28mol，故20s～40s參加反應(yīng)的四氧化二氮的物質(zhì)的量為0.28mol-0.2mol=0.08mol，所以20s-40s內(nèi)用N₂O₄表示的平均反應(yīng)速率為

0.08mol 2L

40s-20s

=0.002mol/（L?s），故答案為：0.002mol/（L?s）；

（3）該反應(yīng)正反應(yīng)是吸熱反應(yīng)，降低溫度平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng)，NO₂濃度減小，氣體的顏色變淺，故答案為：變淺；
（4）平衡常數(shù)只受溫度影響，要增大該反應(yīng)的K值，應(yīng)改變溫度使平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)，該反應(yīng)正反應(yīng)是吸熱反應(yīng)，故應(yīng)升高溫度平衡向正反應(yīng)移動(dòng)，平衡常數(shù)k增大，所以要增大該反應(yīng)的K值，可采取的措施為D；
A． 增大N₂O₄的起始濃度，達(dá)到平衡時(shí)，壓強(qiáng)增大，與原平衡相比，平衡逆移，則

[NO2]

[N2O4]

值變小，故A正確；
B． 向混合氣體中通入NO₂，達(dá)到平衡時(shí)，壓強(qiáng)增大，與原平衡相比，平衡逆移，則

[NO2]

[N2O4]

值變小，故B正確；
C． 使用高效催化劑，平衡不移動(dòng)，則

[NO2]

[N2O4]

值不變，故C錯(cuò)誤；
D． 該反應(yīng)正反應(yīng)是吸熱反應(yīng)，升高溫度平衡正移，則

[NO2]

[N2O4]

值變大，故D錯(cuò)誤；
故答案為：D；AB；
（5）當(dāng)升高溫度，化學(xué)反應(yīng)速率增大，到達(dá)平衡所需時(shí)間減小，平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)，所以到達(dá)新平衡時(shí)四氧化二氮的物質(zhì)的量比第一次平衡時(shí)少，100℃曲線(xiàn)為；
故答案為：．

點(diǎn)評(píng)：本題考查了化學(xué)平衡的計(jì)算和外界條件對(duì)化學(xué)平衡的影響，題目難度中等，注意化學(xué)平衡常數(shù)只與溫度有關(guān)，與其它任何物理量都無(wú)關(guān)．