Question

在80℃时，0.40mol的N₂O₄气体充入2L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）80℃该反应的化学平衡常数表达式K=

 

 （不要求计算）
（2）计算20s-40s内用N₂O₄表示的平均反应速率为

 

（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”）．
（4）要增大该反应的K值，可采取的措施有

 

（填序号），若要重新达到平衡时，使[NO₂]/[N₂O₄]值变小，可采取的措施有

 

（填序号）．
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）如图是80℃时容器中N₂O₄物质的量的变化曲线，请在该图中画出该反应在100℃时N₂O₄物质的量的变化曲线．

Answer 1

考点：物质的量或浓度随时间的变化曲线,化学平衡常数的含义,化学平衡的影响因素

专题：化学平衡专题

分析：（1）根据反应方程式结合平衡常数的含义书写；
（2）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；
（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；使

[NO2]

[N2O4]

值变小，应使平衡向逆反应方向移；
（5）升高温度，化学反应速率增大，平衡向吸热方向移动．

解答： 解：（1）已知N₂O₄（g）?2NO₂（g）△，则该反应的化学平衡常数表达式K=

c2(NO2)

c(N2O4)

；
故答案为：K=

c2(NO2)

c(N2O4)

；
（2）20s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）；

（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，所以要增大该反应的K值，可采取的措施为D；
A． 增大N₂O₄的起始浓度，达到平衡时，压强增大，与原平衡相比，平衡逆移，则

[NO2]

[N2O4]

值变小，故A正确；
B． 向混合气体中通入NO₂，达到平衡时，压强增大，与原平衡相比，平衡逆移，则

[NO2]

[N2O4]

值变小，故B正确；
C． 使用高效催化剂，平衡不移动，则

[NO2]

[N2O4]

值不变，故C错误；
D． 该反应正反应是吸热反应，升高温度平衡正移，则

[NO2]

[N2O4]

值变大，故D错误；
故答案为：D；AB；
（5）当升高温度，化学反应速率增大，到达平衡所需时间减小，平衡向正反应方向移动，所以到达新平衡时四氧化二氮的物质的量比第一次平衡时少，100℃曲线为；
故答案为：．

点评：本题考查了化学平衡的计算和外界条件对化学平衡的影响，题目难度中等，注意化学平衡常数只与温度有关，与其它任何物理量都无关．