Question

已知N₂O₄（無色）?2NO₂ （紅棕色），在80℃時，將0.80mol的N₂O₄氣體充入4L已經抽空的固定容積的密閉容器中，隔一段時間對該容器內的物質進行分析，得到如下數(shù)據(jù)：

時間（S）	0	20	40	60	80	100
n（ N2O4 ）（mol）	0.80	a	0.40	c	d	e
n（NO2）（mol）	0.00	0.48	b	1.04	1.20	1.20

（1）計算20s-40s內用NO₂表示的平均反應速率為

0.004

 mol?L^-1?s^-1，平衡時N₂O₄的轉化率為

75%

（2）計算在80℃時該反應的平衡常數(shù)K=

1.8

mol?L^-1；
（3）要增大該反應的K值，可采取的措施有（填序號）

C

A．向混合氣體中通入NO₂
B．使用高效催化劑
C．升高溫度
D．增大N₂O₄的起始濃度
（4）反應達到平衡后，將溫度升高至100℃，發(fā)現(xiàn)顏色加深，則△H

＞

0
（5）如圖是80℃時容器中N₂O₄物質的量的變化曲線，請在該圖中補畫出該反應在100℃時N₂O₄物質的量的變化曲線（反應物起始的物質的量相等）．

Answer 1

分析：①先根據(jù)40s時N₂O₄的物質的量計算40s內生成的NO₂的物質的量，再計算20s～40s參加反應的NO₂的物質的量，再根據(jù)v=

△n V

△t

計算v（NO₂）；
由表中數(shù)據(jù)可知，80s時反應達平衡狀態(tài)，平衡時NO₂的物質的量為1.2mol，根據(jù)方程式計算參加反應的N₂O₄的物質的量，再根據(jù)轉化率定義計算；
②反應的平衡常數(shù)為生成物的濃度系數(shù)次冪之積除以反應物的濃度系數(shù)次冪之積所得的比值，由表中數(shù)據(jù)可知，80s時反應達平衡狀態(tài)，計算出平衡時反應混合物各組分的物質的量，進而計算平衡時各組分的濃度，代入平衡常數(shù)表達式計算；
③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；
④反應達到平衡后，將溫度升高至100℃，發(fā)現(xiàn)顏色加深，說明升高溫度平衡向正反應方向移動；
⑤反應開始四氧化二氮的物質的量相同，該反應正反應是吸熱反應，溫度升高，速率加快，到達平衡時間縮短，平衡向正反應移動，平衡時四氧化二氮的物質的量降低．

解答：解：（1）40s時△n（N₂O₄）=0.8mol-0.4mol=0.4mol，故△n（NO₂）=2△n（N₂O₄）=2×0.4mol=0.8mol，所以b=0.8mol，故20s～40s參加反應的二氧化氮的物質的量為0.8mol-0.48mol=0.32mol，所以20s-40s內用NO₂表示的平均反應速率為：

0.32mol 4L

40s-20s

=0.004mol/（L?S），
由表中數(shù)據(jù)可知，80s時反應達平衡狀態(tài)，平衡時NO₂的物質的量為1.2mol，根據(jù)方程式可知參加反應N₂O₄的物質的量為1.2mol×

1

2

=0.6mol，故四氧化二氮的轉化率為

0.6mol

0.8mol

×100%=75%
故答案為：0.004，75%；
（2）由表中數(shù)據(jù)可知80s時，反應達平衡狀態(tài)，由（1）中計算可知d=e=0.8mol-0.6mol=0.2mol，故c（N₂O₄）=

0.2mol

4L

=0.05mol/L，c（NO₂）=

1.2mol

4L

=0.3mol/L，所以該溫度下平衡常數(shù)k=

0．32

0.05

mol?L^-1=1.8mol?L^-1，
故答案為：1.8mol?L^-1；
（3）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，該反應正反應是吸熱反應，故應升高溫度平衡向正反應移動，平衡常數(shù)k增大，故答案為：C；
（4）反應達到平衡后，將溫度升高至100℃，發(fā)現(xiàn)顏色加深，說明升高溫度平衡向正反應方向移動，則正反應為吸熱反應，即△H＞0，故答案為：＞；   
（5）反應開始四氧化二氮的物質的量相同，該反應正反應是吸熱反應，溫度升高，速率加快，到達平衡時間縮短，平衡向正反應移動，平衡時四氧化二氮的物質的量降低，故圖象為：

故答案為：．

點評：本題考查化學平衡移動以及有關計算，題目較為綜合，具有一定難度，做題時注意外界條件對化學平衡的影響．注意④中平衡常數(shù)只受溫度影響，溫度不變平衡常數(shù)不變．