Question

I．在80℃時，將0.4mol的四氧化二氮氣體充入2L已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，得到如下數據：

時間/s c/mol?L-1	0	20	40	60	80	100
N2O4	0.20	a	0.10	c	d	e
NO2	0	0.12	b	0.26	0.30	0.30

反應進行至100s后將反應混合物的溫度降低，發現氣體的顏色變淺．
（1）表中b

＞

c（填“＜”、“=”、“＞”）．0～20s內N₂O₄的平均反應速率為

0.003mol/（L?s）

．
（2）80℃時，該反應的平衡常數K=

1.8

．
（3）在其他條件相同時，該反應的K值越大，表明建立平衡時

A、B、D

．
A．N₂O₄的轉化率越高B．NO₂的產量越大
C．N₂O₄與NO₂有濃度之比越大D．正反應進行的程度越大
（4）要增大該反應的K值，可采取的措施

D

．
A．增大N₂O₄起始濃度     B．向混合氣中通入NO₂
C．使用高效催化劑D．升高溫度
（5）如圖是80℃時容器中N₂O₄濃度的變化圖，請在該圖中補畫出該反應在60℃反應時N₂O₄濃度的變化曲線．

Answer 1

分析：（1）根據化學反應速率計算的三部曲分別求出b、c，根據化學反應速率的公式求出N₂O₄的平均反應速率；
（2）根據化學反應的平衡常數的公式求出；
（3）（4）根據化學平衡常數K值與化學平衡移動的關系；
（5）根據溫度對化學反應速率和化學平衡的影響

解答：解：（1）N₂O₄ 2NO₂
     起始（mol?L^-1 ）        0.20           0
     反應（mol?L^-1 ）        0.10         0.20
     末了（mol?L^-1 ）        0.10          b
                                b=0.20
                            N₂O_{4 ²}NO₂
    起始（mol?L^-1 ）         0.20          0
    反應（mol?L^-1 ）         0.13        0.26
    末了（mol?L^-1 ）          c          0.26
                               c=0.07
      因此  b＞c
      由于0～20s內NO₂的平均反應速率為v（NO₂）=

△c(NO2)

△t

=

0.12mol?L-1

20s

=0.006mol?（L?s）^-1
      則0～20s0～20s內N₂O₄平均反應速率為v（N₂O₄）=

1

2

v（N₂O₄）=0.003mol?（L?s）^-1
  故答案為：＞，0.003mol?（L?s）^-1；
 （2）N₂O_{4 ²}NO₂
         起始（mol?L^-1 ）         0.20           0
         反應（mol?L^-1 ）         0.15          0.30
         末了（mol?L^-1 ）         0.05          0.30
       
    該反應的平衡常數K=

C2(NO2)

C(NO)

=

0.302

0.05

=1.8
故答案為：1.8
   （3）由于平衡常數K增大，說明化學平衡正向移動，正反應進行的程度增大，N₂O₄的轉化率增大，NO₂的產量增大，N₂O₄與NO₂有濃度之比減小．故選：A、B、D
   （4）要增大該反應的K值，必須使化學平衡正向移動，在溫度不變時，改變濃度、壓強雖能使平衡發生移動，但平衡常數不發生改變，使用高效催化劑，平衡不發生移動，平衡常數不變，只有改變溫度，平衡發生移動時，K值才發生改變，故選：D
    
  （5）溫度降低，化學反應速率減慢，到達平衡的時間長，同時，溫度降低，化學平衡向放熱的方向移動，即逆反應方向移動，如右圖

點評：本題主要考查了化學反應速率，平衡常數與化學平衡移動的關系，試題的綜合性較強，有一定的難度．