Question

11．在80℃時，將0.40mol的N₂O₄氣體充入1L固定容積的密閉容器中發(fā)生反應：N₂O₄?2NO₂（△H＞0），每隔一段時間對容器內(nèi)的物質(zhì)進行測定，得到如下數(shù)據(jù)：

時間（s）	0	4	8	12	16	20
n（N2O4）（mol）	0.40	a	0.20	c	d	e
n（NO2）（mol）	0.00	0.24	b	0.52	0.60	0.60

（1）在4s-8s之間，用N₂O₄表示的平均反應速率為0.02mol•L^-1•s^-1．
（2）在80℃時該反應的平衡常數(shù)K=3.6mol/L．
（3）要增大該反應的平衡常數(shù)，可采取的措施有④（填序號）．
①增大N₂O₄的起始濃度            ②向混合氣體中通入NO₂
③使用高效催化劑                ④升高溫度
（4）反應進行至20s后若降低溫度，混合氣體的顏色變淺（填“變淺”、“變深”或“不變”）．
（5）反應進行至20s后若向容器中再充入0.40mol的N₂O₄氣體，則達到新平衡后N₂O₄的轉(zhuǎn)化率將減�。ㄟx填“增大”、“減小”或“不變”）．

Answer 1

分析 （1）生成0.24molNO₂，消耗N₂O₄為0.12mol，則a=0.40-0.12=0.28mol，所以20s-40s之間，消耗N₂O₄為0.28mol-0.20mol=0.08mol，以此計算反應速率；
（2）由表格中的數(shù)據(jù)可知，平衡時，c（NO₂）=$\frac{0.6mol}{1L}$=0.6mol/L，c（N₂O₄）=0.4mol/L-0.3mol/L=0.1mol/L，結(jié)合K為生成物濃度冪之積與反應物濃度冪之積的比來解答；
（3）該反應為吸熱反應，平衡常數(shù)只受溫度影響，要增大該反應的K值，應改變溫度使平衡向正反應方向移動，①②均使K減小，③使K不變，該反應為吸熱反應，④升高溫度平衡正向移動，K增大；
（4）降低溫度，平衡向放熱方向移動，該反應正反應為吸熱反應，降低溫度，平衡向逆反應方向移動；
（5）20s后若向容器中再充入0.40mol的N₂O₄氣體，因容器的體積不變，相當于加壓，化學平衡逆向移動．

解答 解：（1）生成0.24molNO₂，N₂O₄?2NO₂，消耗N₂O₄為0.12mol，則a=0.40-0.12=0.28mol，所以4s-8s之間，消耗N₂O₄為0.28mol-0.20mol=0.08mol，則4s-8s之間，用N₂O₄表示的平均反應速率為V=$\frac{△C}{t}$=$\frac{0.08mol/L}{4s}$=0.02 mol•L^-1•s^-1，
故答案為：0.02mol•L^-1•s^-1；
（2）由表格中的數(shù)據(jù)可知，平衡時，c（NO₂）=$\frac{0.6mol}{1L}$=0.6mol/L，△n（NO₂）=0.6mol，所以△n（N₂O₄）=$\frac{1}{2}$△n（NO₂）=$\frac{1}{2}$×0.6mol=0.3mol，故e=0.4mol-0.3mol=0.1mol，c（N₂O₄）=0.4mol/L-0.3mol/L=0.1mol/L，K=$\frac{（0.6mol/L）^{2}}{0.1mol/L}$=3.6mol/L，
故答案為：3.6mol/L；
（3）①增大N₂O₄的起始濃度，達到平衡時，壓強增大，與原平衡相比，平衡逆移，K減小，故①錯誤；
②向混合氣體中通入NO₂，達到平衡時，壓強增大，與原平衡相比，平衡逆移，K減小，故②錯誤；
③使用高效催化劑，平衡不移動，K不變，故③錯誤；
④N₂O₄?2NO₂（△H＞0），該反應為吸熱反應，升高溫度，平衡正向移動，K增大，故④正確；
故答案為：④；
（4）N₂O₄?2NO₂（△H＞0），△H＞0為吸熱反應，四氧化二氮為無色氣體，二氧化氮為紅棕色氣體，若降低溫度，平衡逆向移動，二氧化氮的濃度減小，顏色變淺，
故答案為：變淺；
（5）反應進行至20s后，若向容器中再充入0.40mol的N₂O₄氣體，因容器的體積不變，相當于加壓，化學平衡逆向移動，則達到新平衡后N₂O₄的轉(zhuǎn)化率將減小，
故答案為：減�。�

點評 本題考查化學反應速率、化學平衡的計算及影響化學平衡的因素，明確表格中的數(shù)據(jù)并判斷平衡狀態(tài)是解答的關鍵，題目難度中等．