Question

18．80℃時(shí)，將0.40mol的N₂O₄氣體充入2L已經(jīng)抽空的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）計(jì)算20～40s 內(nèi)用N₂O₄表示的平均反應(yīng)速率為0.002 mol•L^-1•s^-1．
（2）計(jì)算在80℃時(shí)該反應(yīng)的平衡常數(shù)K=1.8．
（3）反應(yīng)進(jìn)行至100s 后將反應(yīng)混合物的溫度降低，混合氣體的顏色變淺（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D（填序號(hào)）．
A．增大N₂O₄ 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．

Answer 1

分析 （1）由20s時(shí)二氧化氮物質(zhì)的量計(jì)算20s反應(yīng)的四氧化二氮的物質(zhì)的量，進(jìn)而計(jì)算20s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，根據(jù)v=$\frac{\frac{△n}{V}}{△t}$計(jì)算v（N₂O₄）；
（2）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K=$\frac{{c}^{2}（N{O}_{2}）}{c（{N}_{2}{O}_{4}）}$計(jì)算；
（3）正反應(yīng)為吸熱反應(yīng)，溫度降低，平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng)，二氧化氮的濃度降低；
（4）平衡常數(shù)只受溫度影響，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)．

解答 解：（1）20s時(shí)△n（NO₂）=0.24mol，故△n（N₂O₄）=$\frac{1}{2}$△n（NO₂）=$\frac{1}{2}$×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：$\frac{\frac{0.08mol}{2L}}{40s-20s}$=0.002mol/（L•s），
故答案為：0.002；
（2）由表中數(shù)據(jù)可知80s時(shí)，反應(yīng)達(dá)平衡狀態(tài)，80s時(shí)△n（NO₂）=0.6mol，所以△n（N₂O₄）=$\frac{1}{2}$△n（NO₂）=$\frac{1}{2}$×0.6mol=0.3mol，故d=0.4mol-0.3mol=0.1mol，故c（N₂O₄）=$\frac{0.1mol}{2L}$=0.05mol/L，c（NO₂）=$\frac{0.6mol}{2L}$=0.3mol/L，所以該溫度下平衡常數(shù)為：K=$\frac{{c}^{2}（N{O}_{2}）}{c（{N}_{2}{O}_{4}）}$=$\frac{0．{3}^{2}}{0.05}$=1.8，
故答案為：1.8；
（3）正反應(yīng)為吸熱反應(yīng)，溫度降低，平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng)，二氧化氮的濃度降低，混合氣體的顏色變淺，
故答案為：變淺；
（4）平衡常數(shù)只受溫度影響，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)，正反應(yīng)為吸熱反應(yīng)，應(yīng)升高溫度，故D正確，
故答案為：D．

點(diǎn)評(píng) 本題考查化學(xué)平衡的計(jì)算，題目難度中等，涉及化學(xué)反應(yīng)速率、化學(xué)平衡常數(shù)、化學(xué)平衡移、平衡圖象等知識(shí)，明確化學(xué)平衡及其影響為解答關(guān)鍵，注意掌握化學(xué)反應(yīng)速率、化學(xué)平衡常數(shù)的概念及表達(dá)式，試題培養(yǎng)了學(xué)生的分析能力及化學(xué)計(jì)算能力．