Question

在80℃时，将0.4mol的N₂O₄气体充入2L已抽空的固定容积的密闭容器中，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） C（mol/L）	0	20	40	60	80	100
C（N2O4）	0.20	a	0.10	c	d	e
C（NO2）	0.00	0.12	b	0.24	0.24	0.24

反应进行至100s后将反应混合物的温度降低，发现气体的颜色变浅．
（1）该反应的化学方程式为

 

，
（2）表中b=

 

mol/L，c

 

d（填“＜”、“=”、“＞”）．
（3）20s时，N₂O₄的浓度为

 

mol/L，0～20s内N₂O₄的平均反应速率为

 

．
（4）该反应的平衡常数表达式K=

 

，在80℃时该反应的平衡常数K值为

 

．
（5）在其他条件相同时，若该反应的K值越大，表明建立平衡时

 

．（多选）
A．N₂O₄的转化率越高 B．NO₂的产量越大C．N₂O₄与NO₂的浓度之比越大 D．正反应进行的程度越大
E．所耗时间越少F．容器内气体压强越大．

Answer 1

考点：化学平衡的计算,化学平衡的影响因素

专题：化学平衡专题

分析：（1）依据反应条件分析判断，结合化学平衡的三段式列式计算分析比较；
（2）结合平衡三段式列式计算分析比较判断；
（3）化学平衡的三段式列式计算N₂O₄的浓度，结合化学反应速率概念计算0～20s内N₂O₄的平均反应速率；
（4）依据化学方程式和平衡常数概念写出平衡常数表达式，依据80°C平衡状态下结合三段式列式计算平衡浓度计算平衡常数；
（5）反应进行至100s后将反应混合物的温度降低，发现气体的颜色变浅，说明反应逆向进行，逆向是放热反应，正向是吸热反应；该反应的K值越大，说明平衡正向进行，是温度降低的原因，结合反应特征分析选项．

解答： 解：（1）将0.4mol的四氧化二氮气体充入2L已抽空的固定容积的密闭容器中，反应的化学方程式为：N₂O₄?2NO₂，故答案为：N₂O₄?2NO₂ ；
（2）隔一段时间对该容器内的物质进行分析，得到如下数据：反应进行至100s后将反应混合物的温度降低，发现气体的颜色变浅，说明反应逆向进行，逆向是放热反应，正向是吸热反应；依据化学平衡三段式列式计算分析判断；进行到40S和进行到80S时；
              N₂O₄?2NO₂ 
起始量（mol）  0.4    0
变化量（mol） 0.2   0.4
40S末（mol）  0.2    0.4
得到b=0.2mol/L；
进行进行到60s到80S时，反应达到平衡状态，c=d=e；
              N₂O₄?2NO₂ 
起始量（mol）  0.4    0
变化量（mol） 0.24    0.48
80S末（mol）  0.16   0.48
d=c=e=

0.16mol

2L

=0.08 mol/L  
故答案为：0.2；=；
（3）进行到20S；
              N₂O₄?2NO₂ 
起始量（mol）  0.4    0
变化量（mol） 0.12   0.24
20S末（mol）  0.28   0.24
20s时，N₂O₄的浓度=

0.28mol

2L

=0.14mol/L；
0～20s内N₂O₄的平均反应速率=

0.12mol 2L

20s

=0.003mol/（L?s）；
故答案为：0.14；0.003mol/（L?s）；
（3）N₂O₄?2NO₂，平衡常数K=

c2(NO2)

c(N2O4)

；
80°C平衡状态下，平衡浓度c（NO₂）=0.24mol/L，c（N₂O₄）=0.08mol/L；
平衡常数K=

c2(NO2)

c(N2O4)

=

0.242

0.08

=0.72mol/L；
故答案为：

c2(NO2)

c(N2O4)

；0.72；
（5）反应进行至100s后将反应混合物的温度降低，发现气体的颜色变浅，说明反应逆向进行，逆向是放热反应，正向是吸热反应；该反应的K值越大，说明平衡正向进行，是温度降低的原因；
A、平衡正向进行N₂O₄的转化率越高，故A正确；                 
B、平衡正向进行NO₂的产量越大，故B正确；
C、依据上述计算分析平衡正向进行，N₂O₄与NO₂的浓度之比越小，故C错误；        
D、该反应的K值越大，说明平衡正向进行，正反应进行的程度越大，故D正确；
F、反应正向进行是气体体积增大的反应，容器内气体压强越大，故F正确；
故答案为：ABDF．

点评：本题考查了化学平衡的建立判断，平衡常数的计算应用，平衡移动原理的分析判断，题目难度中等．