Question

80℃时，将0.40molN₂O₄气体充入2L已经抽空的固定容积的密闭容器中发生反应：N₂O₄（g）?2NO₂（g）△H＞0，每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）	0.04	0.28	0.20	a	b	c
n（NO2）	0.00	0.24	0.40	0.52	0.60	0.60

回答下列问题：
（1）上表中a=

 

．
（2）计算80℃时该反应的平衡常数K=

 

；保持温度和体积不变，在平衡后的容器中再加入N₂O₄和NO₂各0.4mol，平衡将

 

移动（填“正向”、“逆向”或“不移动”）．
（3）对于反应N₂O₄（g）?2NO₂（g）△H＞0，在温度为T₁和T₂时，平衡体系中的体积分数随压强变化（体积可变）的曲线如图所示．下列说法正确的是

 

（用相应的编号填写）．
A．A、C两点的反应速率：C＞A
B．A、C两点的气体密度：A＜C
C．B、C两点的平均相对分子质量：B＜C
D．由状态A到状态B，可以用加热的方法．

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）依据化学平衡三段式，结合图表数据计算得到；
（2）图标分析可知80s反应达到平衡状态，结合化学平衡三段式列式计算平衡浓度得到平衡常数，依据浓度商和平衡常数比较判断反应进行的方向；
（3）N₂O₄（g）═2NO₂（g）△H=+57kJ?mol^-1，该反应为吸热反应，升高温度，化学平衡正向移动，NO₂的体积分数增大；增大压强，化学平衡逆向移动，NO₂的体积分数减小，结合图象来分析解答．
A、A、C两点都在等温线上，压强越大，反应速率越快；
B、气体质量不变，压强越大体积缩小，平衡逆向进行；
C、BC点二氧化氮体积分数相同，气体物质的量和混合气体的总质量不变，据此判断；
D、压强相同，升高温度，化学平衡正向移动，NO₂的体积分数增大，A点NO₂的体积分数大．

解答： 解：（1）结合化学平衡三段式列式计算
               N₂O₄（g）═2NO₂（g）
起始量（mol）    0.4         0
变化量（mol）   0.26        0.52
平衡量（mol）   0.14        0.52
a=0.14；
故答案为：0.14；
（2）结合化学平衡三段式列式计算
               N₂O₄（g）═2NO₂（g）
起始量（mol）    0.4         0
变化量（mol）   0.3        0.6
平衡量（mol）   0.1        0.6
平衡常数K=

( 0.6mol 2L )2

0.1mol 2L

=1.8mol/L；
保持温度和体积不变，在平衡后的容器中再加入N₂O₄和NO₂各0.4mol此时浓度商=

[ (0.6+0.4)mol 2L ]2

0.4mol+0.1mol 2L

=1＜K=1.8，说明反应正向进行；
故答案为：1.8mol/L；正向；
（3）A．由图象可知，A、C两点都在等温线上，C的压强大，则A、C两点的反应速率：A＜C，故A正确；
B．压强越大，体积缩小平衡逆向进行，A、C两点的气体密度：A＜C，故B正确；
C、由图象可知，B、C两点，二氧化氮体积分数相同，混合气体的总质量不变，物质的量不变，即平均相对分子质量：A=C，故C错误；
D、压强相同，升高温度，化学平衡正向移动，NO₂的体积分数增大，A点NO₂的体积分数大，T₁＜T₂，由状态A到状态B，温度降低，压强不变，可以用降温的方法，故D错误；
故选AB．

点评：本题考查化学平衡、平衡常数概念计算分析应用，化学平衡的图象，明确外界条件对化学平衡的影响及图象中纵横坐标的含义、“定一议二”“先拐先平”原则即可解答，难度中等．