Question

已知：N₂O₄（g）?2NO₂（g）△H=+57.20kJ?mol^-1
在100℃时，将0.100molN₂O₄气体充入1L恒容抽空的密闭容器中，每隔一定时间对该容器内的物质浓度进行分析得到下表数据：

时间（s）	0	20	40	60	80
c（N2O4）/mol??L-1	0.100	c1	0.050	c3	c4
c（NO2）/mol?L-1	0.000	0.060	c2	0.120	0.120

（1）该反应的平衡常数表达式为

 

；从表中数据分析：c₁

 

c₂ （填“＞”、“＜”或“=”）．
（2）下列叙述能证明该反应已达到化学平衡状态的是

 

A．容器内压强不再发生变化
B．NO₂的体积分数不再发生变化
C．容器内气体原子总数不再发生变化
D．相同时间内消耗n mol N₂O₄的同时生成2n mol NO₂
E．反应体系中NO₂、N₂O₄的体积比为1：2
（3）若起始时充入NO₂气体0.200mol，则达到平衡时NO₂气体的转化率为a；其它条件不变时，下列措施能提高NO₂转化率的是

 

 （填字母）．
A．降低温度
B．减小NO₂的浓度
C．升高温度
D．增加NO₂的浓度
E．再充入一定量的He．

Answer 1

考点：化学平衡状态的判断,化学平衡的影响因素

专题：化学平衡专题

分析：（1）平衡常数等于生成物平衡浓度幂次方乘积除以反应物平衡浓度幂次方乘积，根据方程式计算c₂、c₁，据此解答；
（2）根据化学平衡状态的特征解答，当反应达到平衡状态时，正逆反应速率相等，各物质的浓度、百分含量不变，以及由此衍生的一些量也不发生变化，解题时要注意，选择判断的物理量，随着反应的进行发生变化，当该物理量由变化到定值时，说明可逆反应到达平衡状态；
（3）依据化学平衡原理分析改变条件提高NO₂转化率的选项．

解答： 解：（1）N₂O₄（g）?2NO₂（g），反应的平衡常数K=

c2(NO2)

c(N2O4)

；
20s时c（NO₂）=0.060mol/L
            N₂O₄ ?2 NO₂，
浓度变化 0.030mol 0.060mol/L
c₁=0.10mol/L-0.03mol/L=0.070mol/L；
由表可知，40s时，c（N₂O₄）=0.050mol/L，
                N₂O₄ ?2 NO₂，
浓度变化：（0.1-0.05）mol/L 0.10mol/L
所以c₂=0.10mol/L
所以c₂＞c₁；
故答案为：K=

c2(NO2)

c(N2O4)

；＜；
（2）A．容器内压强不再发生变化，说明气体的物质的量不变，正逆反应速率相等，故正确；
B．NO₂的体积分数不再发生变化，说明气体的物质的量不变，正逆反应速率相等，故正确；
C．容器内气体原子总数一直发生变化，故错误；
D．相同时间内消耗n mol N₂O₄的同时生成2n mol NO₂，未体现正逆之间的关系，故错误；
E．反应体系中NO₂、N₂O₄的体积比为1：2，而不是不变，故错误；
故选AB；
（3）2 NO₂=N₂O₄ 反应是气体体积减小的放热反应，依据化学平衡原理分析选项，增大二氧化氮转化率的条件；
A．降低温度，平衡正向进行，二氧化氮转化率增大，故A符合；
B．减小NO₂的浓度，平衡逆向进行，二氧化氮转化率减小，故B不符合；
C．升高温度，平衡逆向进行，二氧化氮转化率减小，故C不符合；
D．增加NO₂的浓度，恒容容器中相当于增大压强，平衡正向进行，二氧化氮转化率增大，故D符合；
E．再充入一定量的He，总爱增大，气体分压不变，平衡不变，二氧化氮转化率不变，故E不符合；
故选AD．

点评：本题考查化学平衡的有关计算、化学平衡的影响因素，题目综合性较大，注意基础知识的积累掌握．