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）該反應(yīng)的化學(xué)平衡常數(shù)表達(dá)式

 

；在80℃時(shí)該反應(yīng)的平衡常數(shù)K值為

 

．
（2）計(jì)算20s～40s內(nèi)用N₂O₄表示的平均反應(yīng)速率為

 

．
（3）在一定溫度下上述反應(yīng)達(dá)到平衡的標(biāo)志是

 

（填序號(hào)）．
A．容器中壓強(qiáng)不變
B．容器內(nèi)c（N₂O₄）：c（NO₂）=1：2
C．混合氣體中c（NO₂）不變
D．單位時(shí)間消耗1摩爾N₂O₄的同時(shí)生成2摩爾的NO₂
（4）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”）．
（5）達(dá)到平衡后，改變某一外界條件，反應(yīng)速率v與時(shí)間t的關(guān)系如圖：若不改變（N₂O₄、NO₂的量，則圖中t₄時(shí)引起平衡移動(dòng)的條件可能是

 

（寫一種）；圖中t₆時(shí)引起變化的條件是

 

；圖中表示平衡混合氣體中NO₂的含量最高的一段時(shí)間是

 

．

Answer 1

考點(diǎn)：化學(xué)平衡的計(jì)算,化學(xué)平衡的影響因素,化學(xué)平衡狀態(tài)的判斷

專題：化學(xué)平衡專題

分析：（1）化學(xué)平衡常數(shù)表達(dá)式等于生成物濃度的冪之積比上反應(yīng)物濃度的冪之積，由表中數(shù)據(jù)可知80s時(shí)，反應(yīng)達(dá)平衡狀態(tài)，計(jì)算出平衡時(shí)反應(yīng)混合物各組分的物質(zhì)的量，進(jìn)而計(jì)算平衡時(shí)各組分的濃度，代入平衡常數(shù)表達(dá)式計(jì)算；
（2）20s～40s內(nèi)用N₂O₄表示的平均反應(yīng)速率為V=

△C

△t

；
（3）正逆速率相等，各組分的濃度保持不變的狀態(tài)；
（4）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；
（5）根據(jù)圖象中曲線的走向綜合分析解決．

解答： 解：（1）化學(xué)平衡常數(shù)表達(dá)式等于生成物濃度的冪之積比上反應(yīng)物濃度的冪之積，K=

c2(NO2)

c(N2O4)

，由表中數(shù)據(jù)可知80s時(shí)，反應(yīng)達(dá)平衡狀態(tài)，由（1）中計(jì)算可知d=e=0.1mol，故c（N₂O₄）=

0.1mol

2L

=0.05mol/L，c（NO₂）=

0.6mol

2L

=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：K=

c2(NO2)

c(N2O4)

；1.8；
（2）N₂O₄（g）?2NO₂（g）
初起：0.40mol     0
20s后：a        0.24mol
b=0.40mol-0.24mol÷2=0.28mol，
20s～40s內(nèi)用N₂O₄表示的平均反應(yīng)速率為V=

△C

△t

=

0.28mol -0.20mol  2L

40s-20s

=0.002mol/（L?s），
故答案為：0.002mol/（L?s）；
（3）A．容器中壓強(qiáng)不變，說(shuō)明正逆速率相等，達(dá)平衡狀態(tài)，故選；
B．容器內(nèi)c（N₂O₄）：c（NO₂）=1：2，并不是不變的狀態(tài)，故不選；
C．混合氣體中c（NO₂）不變，說(shuō)明正逆速率相等，達(dá)平衡狀態(tài)，故選；
D．單位時(shí)間消耗1摩爾N₂O₄的同時(shí)生成2摩爾的NO₂，從反應(yīng)開始到平衡的建立者有這樣的關(guān)系，所以不一定平衡，故不選；
故答案為：AC；
（4）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；
（5）由題目要求只是改變某一外界條件，結(jié)合圖象，可知t₄時(shí)正逆反應(yīng)速率都變大，而平衡逆向移動(dòng)，可能增大壓強(qiáng)，或縮小體積，t₆時(shí)反應(yīng)速率加快，但平衡不移動(dòng)，而且兩邊的化學(xué)計(jì)量數(shù)不等，只能是加入了催化劑，圖中表示平衡混合氣體中NO₂的含量最高的一段時(shí)間是，平衡一直正向移動(dòng)后的平衡狀態(tài)，即：t₃～t₄，
故答案為：縮小體積；加入了催化劑；t₃～t₄．

點(diǎn)評(píng)：本題考查化學(xué)平衡移動(dòng)及計(jì)算、反應(yīng)熱計(jì)算、原電池、鹽類水解等，題目較為綜合，具有一定難度，做題時(shí)注意外界條件對(duì)化學(xué)平衡的影響，注意（1）④中平衡常數(shù)只受溫度影響，溫度不變平衡常數(shù)不變．