Question

11．在80℃時(shí)，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(yīng)：N₂O₄?2NO₂（△H＞0），每隔一段時(shí)間對(duì)容器內(nèi)的物質(zhì)進(jìn)行測(cè)定，得到如下數(shù)據(jù)：

時(shí)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(yīng)速率為0.02mol•L^-1•s^-1．
（2）在80℃時(shí)該反應(yīng)的平衡常數(shù)K=3.6mol/L．
（3）要增大該反應(yīng)的平衡常數(shù)，可采取的措施有④（填序號(hào)）．
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(yīng)進(jìn)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(yīng)進(jìn)行至20s后若向容器中再充入0.40mol的N₂O₄氣體，則達(dá)到新平衡后N₂O₄的轉(zhuǎn)化率將減小（選填“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(jì)算反應(yīng)速率；
（2）由表格中的數(shù)據(jù)可知，平衡時(shí)，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(yīng)物濃度冪之積的比來(lái)解答；
（3）該反應(yīng)為吸熱反應(yīng)，平衡常數(shù)只受溫度影響，要增大該反應(yīng)的K值，應(yīng)改變溫度使平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)，①②均使K減小，③使K不變，該反應(yīng)為吸熱反應(yīng)，④升高溫度平衡正向移動(dòng)，K增大；
（4）降低溫度，平衡向放熱方向移動(dòng)，該反應(yīng)正反應(yīng)為吸熱反應(yīng)，降低溫度，平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng)；
（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(dāng)于加壓，化學(xué)平衡逆向移動(dòng)．

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(yīng)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(shí)，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(dá)到平衡時(shí)，壓強(qiáng)增大，與原平衡相比，平衡逆移，K減小，故①錯(cuò)誤；
②向混合氣體中通入NO₂，達(dá)到平衡時(shí)，壓強(qiáng)增大，與原平衡相比，平衡逆移，K減小，故②錯(cuò)誤；
③使用高效催化劑，平衡不移動(dòng)，K不變，故③錯(cuò)誤；
④N₂O₄?2NO₂（△H＞0），該反應(yīng)為吸熱反應(yīng)，升高溫度，平衡正向移動(dòng)，K增大，故④正確；
故答案為：④；
（4）N₂O₄?2NO₂（△H＞0），△H＞0為吸熱反應(yīng)，四氧化二氮為無(wú)色氣體，二氧化氮為紅棕色氣體，若降低溫度，平衡逆向移動(dòng)，二氧化氮的濃度減小，顏色變淺，
故答案為：變淺；
（5）反應(yīng)進(jìn)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(dāng)于加壓，化學(xué)平衡逆向移動(dòng)，則達(dá)到新平衡后N₂O₄的轉(zhuǎn)化率將減小，
故答案為：減�。�

點(diǎn)評(píng) 本題考查化學(xué)反應(yīng)速率、化學(xué)平衡的計(jì)算及影響化學(xué)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(guān)鍵，題目難度中等．