Question

在80℃時，將0.4mol的四氧化二氮氣體充入2L已抽空的固定容積的密閉容器中，隔一段時間對該容器內(nèi)的物質(zhì)進行分析，得到如下數(shù)據(jù)：反應進行至100s后將反應混合物的溫度降低，發(fā)現(xiàn)氣體的顏色變淺．

時間（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	0.22	0.22	0.22

（1）該反應的化學方程式為

N₂O₄?2NO₂

，表中b

＞

c（填“＜”、“=”、“＞”）．
（2）20s時，N₂O₄的濃度為

0.14

mol/L，0～20s內(nèi)N₂O₄的平均反應速率為

0.003mol/L?s

．
（3）該反應的平衡常數(shù)表達式K=

c2(NO2)

c(N2O4)

，在80℃時該反應的平衡常數(shù)K值為

0.54

（保留2位小數(shù)）．
（4）在其他條件相同時，該反應的K值越大，表明建立平衡時

ABD

．A、N₂O₄的轉(zhuǎn)化率越高                 B、NO₂的產(chǎn)量越大C、N₂O₄與NO₂的濃度之比越大          D、正反應進行的程度越大．

Answer 1

分析：（1）依據(jù)反應條件分析判斷，結(jié)合化學平衡的三段式列式計算分析比較；
（2）化學平衡的三段式列式計算，結(jié)合化學反應速率概念計算0～20s內(nèi)N₂O₄的平均反應速率；
（3）依據(jù)化學方程式和平衡常數(shù)概念寫出平衡常數(shù)表達式，依據(jù)80°C平衡狀態(tài)下結(jié)合三段式列式計算平衡濃度計算平衡常數(shù)．

解答：解：（1）將0.4mol的四氧化二氮氣體充入2L已抽空的固定容積的密閉容器中，反應的化學方程式為：N₂O₄?2NO₂，隔一段時間對該容器內(nèi)的物質(zhì)進行分析，得到如下數(shù)據(jù)：反應進行至100s后將反應混合物的溫度降低，發(fā)現(xiàn)氣體的顏色變淺，說明反應逆向進行，逆向是放熱反應，正向是吸熱反應；依據(jù)化學平衡三段式列式計算分析判斷；進行到40S和進行到60S時；
              N₂O₄?2NO₂ 
起始量（mol）  0.4    0
變化量（mol） 0.2   0.4
40S末（mol）  0.2    0.4
得到b=0.2mol/L；
進行到60S和進行到60S時；
              N₂O₄?2NO₂ 
起始量（mol）  0.4    0
變化量（mol） 0.22    0.44
60S末（mol）  0.18    0.44
c=0.18 mol/L  
計算比較得到，b＞c；
故答案為：N₂O₄?2NO₂；＞；
（2）進行到20S；
              N₂O₄?2NO₂ 
起始量（mol）  0.4    0
變化量（mol） 0.12   0.24
20S末（mol）  0.28  0.24
20s時，N₂O₄的濃度=

0.28mol

2L

=0.14mol/L；
0～20s內(nèi)N₂O₄的平均反應速率=

0.12mol 2L

20s

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

c2(NO2)

c(N2O4)

；
80°C平衡狀態(tài)和60S是相同平衡狀態(tài)，平衡濃度c（NO₂）=0.22mol/L，c（N₂O₄）=0.09mol/L；
平衡常數(shù)K=

c2(NO2)

c(N2O4)

=

0.222

0.09

=0.54mol/L；
故答案為：

c2(NO2)

c(N2O4)

；0.54；
（4）反應進行至100s后將反應混合物的溫度降低，發(fā)現(xiàn)氣體的顏色變淺，說明反應逆向進行，逆向是放熱反應，正向是吸熱反應；該反應的K值越大，說明平衡正向進行，是溫度降低的原因；
A、平衡正向進行N₂O₄的轉(zhuǎn)化率越高，故A正確；                 
B、平衡正向進行NO₂的產(chǎn)量越大，故B正確；
C、依據(jù)上述計算分析平衡正向進行，N₂O₄與NO₂的濃度之比越小，故C錯誤；        
D、該反應的K值越大，說明平衡正向進行，正反應進行的程度越大，故D正確；
故答案為：ABD．

點評：本題考查了化學平衡的建立判斷，平衡常數(shù)的計算應用，平衡移動原理的分析判斷，題目難度中等．