Question

9．在80℃時，將0.40mol 的N₂O₄氣體充入2L 已經抽成真空的固定容積的密閉容器中，發(fā)生如下反應：N₂O₄（g）?2NO₂ （g）△H=+56.9kJ/mol，隔一段時間對該容器內的物質進行分析，得到如下數據：

n/mol 時間/s	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）反應進行至100s 后將反應混合物的溫度降低，混合氣體的顏色變淺（填“變淺”、“變深”或“不變”）．
（2）20s時，N₂O₄的濃度為0.14mol/L，0～20s內N₂O₄的平均反應速率為0.003mol/（L．s）．
（3）該反應的平衡常數表達式K=$\frac{{c}^{2}（N{O}_{2}）}{c（{N}_{2}{O}_{4}）}$．
（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．（多選）
A．N₂O₄的轉化率越高B．NO₂的產量越大
C．N₂O₄與NO₂的濃度之比越大D．正反應進行的程度越大
（5）要增大該反應的K值，可采取的措施有D（填序號）．
A．增大N₂O₄起始濃度B．向混合氣體中通入NO₂C．使用高效催化劑D．升高溫度
（6）當反應達到平衡后，下列操作，不能使平衡混合氣體顏色加深的是D
A．恒溫恒容下再通入N₂O₄氣體
B．恒溫恒容下再通入NO₂氣體
C．恒容時，升高溫度
D．恒溫恒容時通入Ar
E．恒溫時壓縮體積．

Answer 1

分析 （1）正反應為吸熱反應，降低溫度平衡逆向移動，二氧化氮濃度降低；
（2）由方程式可知△n（N₂O₄）=$\frac{1}{2}$△n（NO₂）=$\frac{1}{2}$×0.24mol=0.12mol，故△c（N₂O₄）=$\frac{0.12mol}{2L}$=0.06mol/L，20s時N₂O₄的濃度=起始濃度-△c（N₂O₄），根據v=$\frac{△c}{△t}$計算v（N₂O₄）；
（3）化學平衡常數是指：一定溫度下，可逆反應到達平衡時，生成物的濃度系數次冪之積與反應物的濃度系數次冪之積的比，固體、純液體不需要在化學平衡常數中寫出；
（4）則在其他條件相同時，該反應的K值越大，說明反應正向進行程度越大；
（5）平衡常數只受溫度影響，正反應為吸熱反應，升高溫度平衡正向移動，平衡常數增大；
（6）改變條件不能使平衡混合氣體顏色加深，說明二氧化氮的濃度不增大，結合平衡移動原理分析解答．

解答 解：（1）正反應為吸熱反應，降低溫度平衡逆向移動，二氧化氮濃度降低，混合氣體的顏色變淺，
故答案為：變淺；
（2）由方程式可知△n（N₂O₄）=$\frac{1}{2}$△n（NO₂）=$\frac{1}{2}$×0.24mol=0.12mol，故△c（N₂O₄）=$\frac{0.12mol}{2L}$=0.06mol/L，20s時N₂O₄的濃度=$\frac{0.4mol}{2L}$-0.06mol/L=0.14mol/L，v（N₂O₄）=$\frac{0.06mol/L}{20s}$=0.003mol/（L．s），
故答案為：0.14；0.003mol/（L．s）；
（3）N₂O₄（g）?2NO₂ （g）的化學平衡常數表達式K=$\frac{{c}^{2}（N{O}_{2}）}{c（{N}_{2}{O}_{4}）}$，
故答案為：$\frac{{c}^{2}（N{O}_{2}）}{c（{N}_{2}{O}_{4}）}$；
（4）則在其他條件相同時，該反應的K值越大，說明反應正向進行程度越大，N₂O₄的轉化率越高，NO₂的產量越大，N₂O₄與NO₂的濃度之比越小，
故選：ABD；
（5）平衡常數只受溫度影響，正反應為吸熱反應，升高溫度平衡正向移動，平衡常數增大，
故選：D；
（6）改變條件不能使平衡混合氣體顏色加深，說明二氧化氮的濃度不增大．
A．恒溫恒容下再通入N₂O₄氣體，平衡正向移動，二氧化氮濃度增大，顏色加深，故A錯誤；
B．恒溫恒容下再通入NO₂氣體，二氧化氮濃度增大，顏色加深，故B錯誤；
C．恒容時，升高溫度，平衡正向移動，二氧化氮濃度增大，顏色加深，故C錯誤；
D．恒溫恒容時通入Ar，平衡不移動，二氧化氮濃度不變，顏色不加深，故D正確；
E．恒溫時壓縮體積，二氧化氮濃度增大，顏色加深，故E錯誤，
故選：D．

點評 本題考查化學平衡計算與影響因素、平衡常數，難度不大，注意化學平衡常數只與溫度有關，與其它任何物理量都無關．