Question

【題目】在80 ℃時(shí)，將0.40 mol的N2O4氣體充入2 L真空的固定容積的密閉容器中，發(fā)生反應(yīng)：N2O4 2NO2 △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	0	20	40	60	80	100
n(N2O4) /mol	0.40	0.28	0.20	0.14	0.10	0.10
n(NO2) /mol	0.00	0.24	b	0.52	0.60	0.60

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

（2）40s時(shí)，NO2的的濃度b=_________mol/L，反應(yīng)最遲到________s到達(dá)平衡狀態(tài)

（3）反應(yīng)進(jìn)行至100 s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”)。

（4）要增大該反應(yīng)的K值，可采取的措施有___________(填序號(hào))。

A. 增大N2O4的起始濃度 B. 向混合氣體中通入NO2

C. 使用高效催化劑 D. 升高溫度

（5）能說(shuō)明該反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)的標(biāo)志是_________(填序號(hào))

A. 2 v(N2O4 ) =v(NO2 ) B. 容器內(nèi)壓強(qiáng)保持不變

C. 容器內(nèi)密度保持不變 D. NO2的體積分?jǐn)?shù)保持不變

（6）如圖是80 ℃時(shí)容器中N2O4物質(zhì)的量的變化曲線(xiàn)，請(qǐng)?jiān)谠搱D中補(bǔ)畫(huà)出該反應(yīng)在60 ℃時(shí)N2O4物質(zhì)的量的變化曲線(xiàn)______。

Answer 1

【答案】0.0020 mol·L－1·s－1 0.20 80 變淺 D BD

【解析】

(1)先根據(jù)二氧化氮物質(zhì)的量計(jì)算反應(yīng)的四氧化二氮的物質(zhì)的量，總物質(zhì)的量減去反應(yīng)的物質(zhì)的量即是容器中剩余的四氧化二氮的物質(zhì)的量，再根據(jù)公式v=計(jì)算；(2)根據(jù)表格數(shù)據(jù)分析解答；(3)△H＞0，表示反應(yīng)放熱，根據(jù)溫度對(duì)平衡的影響分析判斷；(4)K只與溫度有關(guān)；(5)根據(jù)平衡狀態(tài)的特征分析判斷；(6)降低溫度，化學(xué)反應(yīng)速率減小，平衡向放熱方向移動(dòng)，據(jù)此作圖。

(1)根據(jù)表中數(shù)據(jù)可知v(N2O4)====0.0020 mol·L－1·s－1，故答案為：0.0020 mol·L－1·s－1；

(2)40s時(shí)N2O4減少0.40-0.20=0.20mol，由反應(yīng)可知生成NO2為0.2mol×2=0.4mol，濃度為=0.2mol/L，由表格數(shù)據(jù)可知80s時(shí)達(dá)到平衡狀態(tài)，故答案為：0.2；80；

(3)△H＞0，100s后將反應(yīng)混合物的溫度降低，N2O42NO2平衡逆向移動(dòng)，混合氣體的顏色變淺，故答案為：變淺；

(4)K只與溫度有關(guān)，該反應(yīng)為吸熱反應(yīng)，升高溫度，K增大，只有D符合，故答案為：D；

(5)A. 反應(yīng)過(guò)程中始終存在2v(N2O4)=v(NO2)，無(wú)法判斷正逆反應(yīng)速率的關(guān)系，不能判斷是平衡狀態(tài)，故A錯(cuò)誤；B. 該反應(yīng)前后氣體的物質(zhì)的量發(fā)生變化，即容器中的壓強(qiáng)為變量，當(dāng)容器內(nèi)壓強(qiáng)保持不變，說(shuō)明反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)，故B正確；C. 反應(yīng)前后氣體的質(zhì)量不變，容器的體積不變，氣體的密度始終不變，因此容器內(nèi)密度保持不變，不能判斷是平衡狀態(tài)，故C錯(cuò)誤；D. NO2的體積分?jǐn)?shù)保持不變，說(shuō)明正逆反應(yīng)速率相等，反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)，故D正確；故答案為：BD；

(6)當(dāng)降低溫度，化學(xué)反應(yīng)速率減小，到達(dá)平衡所需時(shí)間增大，平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng)，所以到達(dá)新平衡時(shí)四氧化二氮的物質(zhì)的量比第一次平衡時(shí)大，60℃曲線(xiàn)為，故答案為：。