Question

80℃时，将0.40mol的N₂O₄气体充入2L已经抽空的固定容积的密闭容器中，发生如下反应：N₂O₄（g）?2NO₂（g）△H＞0，隔一段时间对该容器内的物质进行分析，得到如下数据：

时间（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计算20s-40s内用N₂O₄表示的平均反应速率为

0.002mol/（L?S）

；
②计算在80℃时该反应的平衡常数K=

1.8mol?L^-1

；
③反应进行至100s后将反应混合物的温度降低，混合气体的颜色（填“变浅”、“变深”或“不变”）

变浅

；
④要增大该反应的K值，可采取的措施有（填序号）

D

．
A．增大N₂O₄的起始浓度                  B．向混合气体中通入NO₂
C．使用高效催化剂                       D．升高温度
⑤在同条件下，如果将0.40mol的N₂O₄气体充入2L已经抽空的固定容积的绝热密闭容器中，最终达到平衡后n（NO₂）

＜

0.60mol（填“＞”、“＜”或“=”）．

Answer 1

分析：①先根据二氧化氮物质的量计算20s内反应的四氧化二氮的物质的量，进而计算20s时容器内四氧化二氮的物质的量，再计算20s～40s参加反应的四氧化二氮的物质的量，再根据速率定义式计算四氧化二氮的平均反应速率；
②反应的平衡常数为生成物的浓度系数次幂之积除以反应物的浓度系数次幂之积所得的比值，由表中数据可知80s时，反应达平衡状态，计算出平衡时反应混合物各组分的物质的量，进而计算平衡时各组分的浓度，代入平衡常数表达式计算；
③该反应正反应是吸热反应，降低温度平衡向逆反应方向移动，NO₂浓度减小；
④平衡常数只受温度影响，要增大该反应的K值，应改变温度使平衡向正反应方向移动；
⑤反应开始四氧化二氮的物质的量相同，容器的体积相同，该反应正反应是吸热反应，在固定容积2L的绝热密闭容器，温度降低，平衡向逆反应移动，四氧化二氮的转化率降低．

解答：解：①20s时△n（NO₂）=0.24mol，故△n（N₂O₄）=

1

2

△n（NO₂）=

1

2

×0.24mol=0.12mol，所以a=0.4mol-0.12mol=0.28mol，故20s～40s参加反应的四氧化二氮的物质的量为0.28mol-0.2mol=0.08mol，所以20s-40s内用N₂O₄表示的平均反应速率为

0.08mol 2l

40s-20s

=0.002mol/（L?S），故答案为：0.002mol/（L?S）；
②由表中数据可知80s时，反应达平衡状态，由（1）中计算可知d=e=0.1mol，故c（N₂O₄）=

0.1mol

2L

=0.05mol/L，c（NO₂）=

0.6mol

2L

=0.3mol/L，所以该温度下平衡常数k=

0．32

0.05

mol?L^-1=1.8mol?L^-1，故答案为：1.8mol?L^-1；
③该反应正反应是吸热反应，降低温度平衡向逆反应方向移动，NO₂浓度减小，气体的颜色变浅，故答案为：变浅；
④平衡常数只受温度影响，要增大该反应的K值，应改变温度使平衡向正反应方向移动，该反应正反应是吸热反应，故应升高温度平衡向正反应移动，平衡常数k增大，故答案为：D；
⑤反应开始四氧化二氮的物质的量相同，容器的体积相同，该反应正反应是吸热反应，在固定容积2L的绝热密闭容器，温度降低，平衡向逆反应移动，四氧化二氮的转化率降低，故达到平衡时n（NO₂）小于0.60mol，故答案为：＜．

点评：本题考查化学平衡移动以及有关计算，题目较为综合，具有一定难度，做题时注意外界条件对化学平衡的影响．注意④中平衡常数只受温度影响，温度不变平衡常数不变，⑤是易错点，容易忽略绝热容器．