Question

100⁰C时，将0.40mol二氧化氮气体充入2L密闭容器中，每隔一段时间对该容器内的物质进行分析．得到数据如下表所示：

时间/s	0	20	40	60	80
n（NO2）/mol	0.40	n1	0.26	n3	n4
n（N2O4）/mol	0.00	0.05	n2	0.08	0.08

下列说法正确的是（　　）

• A、反应开始20 s内，用二氧化氮表示的平均反应速率为0.0025 mol?L^-1?s^-1
• B、80s时混合气体的颜色与60s时的相同，比40 s时的颜色深
• C、80s时向容器中再加入0.32 mol氮气，同时将容器扩大为4L，则平衡不移动
• D、保持其他条件不变，起始时向容器中充入0.20 mol N₂O₄，达平衡时各物质含量与原平衡相等

Answer 1

考点：化学平衡建立的过程,反应速率的定量表示方法,化学平衡的影响因素

专题：化学平衡专题

分析：由表中数据，60s、80s时四氧化二氮的物质的量相等，则60s时到达平衡，由N元素守恒可知，n₁=0.35，n₂=0.07，n₃=n₄=0.24，
A．根据v=

△n V

△t

计算v（NO₂）；
B．依据平衡状态平衡常数计算平衡常数，结合浓度商计算和平衡常数比较分析判断反应进行方向；
C．体积扩大反应混合物的浓度降低，平衡向气体体积增大的方向移动；
D．相同条件下，起始时向容器中充入0.20 mol N₂O₄，达到平衡与开始投入0.40molNO₂到达的平衡状态是等效平衡．

解答： 解：由表中数据，60s、80s是四氧化二氮的物质的量相等，则60s时到达平衡，由N元素守恒可知，n₁=0.35，n₂=0.07，n₃=n₄=0.24，
A．v（NO₂）=

0.4mol-0.3mol 2L

20s

=0.0025 mol/（L?s），故A正确；
B、60s、80s时四氧化二氮的物质的量相等，则60s时到达平衡，由N元素守恒可知，n₁=0.35，n₂=0.07，n₃=n₄=0.24，2NO₂?N₂O₄，平衡状态NO₂浓度为

0.24mol

2L

=0.12mol/L，N₂O₄平衡浓度=

0.08mol

2L

=0.04mol/L，平衡常数平衡常数K=

0.04mol/L

(0.12mol/L)2

=2.78，40 s时，0.26mol NO₂和0.07mol N₂O₄，依据浓度商
Q=

0.07mol & ;2L

( 0.26mol & ;2L)2

=2.07＜K=2.78，v_正＞v_逆，平衡正向移动，所以80s时混合气体的颜色与60s时的相同，比40 s时的颜色浅，故B错误；
C．体积扩大反应混合物的浓度降低，平衡向气体体积增大的方向移动，即向生成二氧化氮的方向移动，故C错误；
D．相同条件下，起始时向容器中充入0.20 mol N₂O₄，与开始投入0.40molNO₂到达的平衡状态，是平衡，NO₂的体等效平衡，达平衡时各物质含量与原平衡相等，故D正确，
故选AD．

点评：本题考查化学反应速率计算、化学平衡影响因素、等效平衡等，难度不大，C选项为易错点，注意总压强不变但反应混合气体的分压减小，相当于降低压强．