Question

16．在80℃时，将0.40mol的N₂O₄气体充入2L已经抽空的固定容积的密闭容器中，发生如下反应：N₂O₄?2NO₂△H＞0，隔一段时间对该容器内的物质进行分析，得到如表数据：

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）计算0～40s内用N₂O₄表示的平均反应速率为0.0025mol•L^-1•s^-1．
（2）计算在80℃时该反应的平衡常数K=1.8mol/L．
（3）40s时，NO₂的浓度b=0.2mol/L，反应最迟到80s到达平衡状态
（4）反应进行至100s后将反应混合物的温度降低，混合气体的颜色变浅（填“变浅”“变深”或“不变”）．
（5）要增大该反应的K值，可采取的措施有D（填序号）．
A、增大N₂O₄的起始浓度B、向混合气体中通入NO₂C、使用高效催化剂    D、升高温度．

Answer 1

分析 （1）0～40s内，N₂O₄减少0.40-0.20=0.20mol，结合v=$\frac{△c}{△t}$计算；
（2）由表格数据可知，80min达到平衡，则
          N₂O₄?2NO₂
开始    0.4        0
转化    0.3       0.6
平衡    0.1        0.6
结合平衡浓度计算K；
（3）40s时N₂O₄减少0.40-0.20=0.20mol，由反应可知生成NO₂为0.2mol×2=0.4mol，结合c=$\frac{n}{V}$及平衡时物质的量不变分析；
（4）△H＞0，100s后将反应混合物的温度降低，平衡逆向移动；
（5）K只与温度有关．

解答 解：（1）0～40s内，N₂O₄减少0.40-0.20=0.20mol，0～40s内用N₂O₄表示的平均反应速率为$\frac{\frac{0.2mol}{2L}}{40s}$=0.0025mol•L^-1•s^-1，故答案为：0.0025；
（2）由表格数据可知，80min达到平衡，则
          N₂O₄?2NO₂
开始    0.4        0
转化    0.3       0.6
平衡    0.1        0.6
平衡浓度分别为0.05mol/L、0.3mol/L，则K=$\frac{0．{3}^{2}}{0.05}$=1.8 mol/L，
故答案为：1.8 mol/L；
（3）40s时N₂O₄减少0.40-0.20=0.20mol，由反应可知生成NO₂为0.2mol×2=0.4mol，浓度为$\frac{0.4mol}{2L}$=0.2 mol/L，由表格数据可知80 s时达到平衡状态，
故答案为：0.2；80；    
（4）△H＞0，100s后将反应混合物的温度降低，平衡逆向移动，混合气体的颜色变浅，故答案为：变浅；   
（5）K只与温度有关，该反应为吸热反应，升高温度，K增大，只有D符合，故答案为：D．

点评 本题考查化学平衡的计算，为高频考点，把握化学平衡三段法、速率及K的计算、平衡移动为解答的关键，侧重分析与计算能力的考查，注意表格数据的应用，题目难度不大．