Question

在100℃時(shí)，將0.100mol N₂O₄氣體充入1L恒容抽空的密閉容器中，隔一定時(shí)間對(duì)該容器內(nèi)物質(zhì)的濃度進(jìn)行分析得到如表數(shù)據(jù)：

時(shí)間（s）	0	20	40	60	80
c（N2O4）/mol?L-1	0.100	c1	0.050	c3	c4
c（NO2）/mol?L-1	0.000	0.060	c2	0.120	0.120

（1）該反應(yīng)的平衡常數(shù)表達(dá)式為

 

；從表中分析：
c₁

 

c₂，c₃

 

c₄（填“＞”、“＜”或“=”）．
（2）在上述條件下，從反應(yīng)開始直至達(dá)到化學(xué)平衡時(shí)，N₂O₄的平均反應(yīng)速率為

 

mol?L^-1?s^-1．
（3）達(dá)平衡后下列條件的改變可使NO₂氣體濃度增大的是

 

（填字母序號(hào)）．
A．?dāng)U大容器的容積  B．再充入一定量的N₂O₄C．分離出一定量的NO₂  D．再充入一定量的He
（4）若在相同條件下，起始時(shí)只充入0.080mol NO₂氣體，則達(dá)到平衡時(shí)NO₂氣體的轉(zhuǎn)化率為

 

．

Answer 1

考點(diǎn)：化學(xué)平衡的計(jì)算,化學(xué)平衡的影響因素

專題：

分析：（1）平衡常數(shù)等于生成物平衡濃度冪次方乘積除以反應(yīng)物平衡濃度冪次方乘積，根據(jù)方程式計(jì)算c₂、c₁，據(jù)此解答；60s后反應(yīng)達(dá)平衡，反應(yīng)混合物各組分的濃度不變；
（2）由表可知，60s時(shí)反應(yīng)達(dá)平衡，根據(jù)方程式計(jì)算△c（N₂O₄），依據(jù)化學(xué)反應(yīng)速率V=

△c

△t

計(jì)算得到；
（3）依據(jù)化學(xué)平衡原理分析改變條件提高NO₂轉(zhuǎn)化率的選項(xiàng)；
（4）依據(jù)平衡濃度計(jì)算平衡常數(shù)，結(jié)合化學(xué)平衡三段式列式計(jì)算，轉(zhuǎn)化率=

消耗量

起始量

×100%；

解答： 解：（1）N₂O₄（g）?2NO₂（g），反應(yīng)的平衡常數(shù)K=

[NO2]2

[N2O4]

；
20s時(shí)c（NO₂）=0.060mol/L
N₂O₄?2 NO₂，
濃度變化 0.030mol 0.060mol/L
c₁=0.10mol/L-0.03mol/L=0.070mol/L；
由表可知，40s時(shí)，c（N₂O₄）=0.050mol/L，
N₂O₄?2 NO₂，
濃度變化：（0.1-0.05）mol/L 0.10mol/L
所以c₂=0.10mol/L
所以c₂＞c₁；
故答案為：

[NO2]2

[N2O4]

；＜；=；
（2）由表可知，60s時(shí)反應(yīng)達(dá)平衡，c（NO₂）=0.120mol/L，
N₂O₄?2 NO₂，
濃度變化：0.06mol/L 0.120mol/L

V（N₂O₄）=

0.060mol/L

60s

=0.001mol/（L?s）；
故答案為：0.001；
（3）N₂O₄=2 NO₂ 反應(yīng)是氣體體積減小的放熱反應(yīng)，依據(jù)化學(xué)平衡原理分析選項(xiàng)，增大二氧化氮濃度的條件；
A、增大容器體積，各組分濃度均減小，故A錯(cuò)誤；
B、再充入四氧化二氮，平衡正向移動(dòng)，二氧化氮濃度增大，故B正確；
C、減小NO₂的濃度，平衡雖正向進(jìn)行，但二氧化氮的濃度減小，故C錯(cuò)誤；
D、再充入一定量的He，總壓增大，氣體分壓不變，平衡不變，二氧化氮濃度不變，故D錯(cuò)誤；
故選B；
（4）依據(jù)平衡濃度計(jì)算平衡常數(shù)，結(jié)合化學(xué)平衡三段式列式計(jì)算；
               N₂O₄?2 NO₂，
起始量（mol/L） 0.10   0
變化量（mol/L） 0.06  0.12
平衡量（mol/L） 0.04  0.12
K=

0.122

0.04

=0.36
若起始時(shí)充入N0₂氣體0.080mol，設(shè)消耗二氧化氮物質(zhì)的量濃度為x，2 NO₂=N₂O₄ ，K=

1

0.36

                2 NO₂=N₂O₄
起始量（mol/L） 0.0800  0
變化量（mol/L）  x      0.5x
平衡量（mol/L） 0.080-x 0.5x
K=

0.5x

(0.080-x)2

=

1

0.36

x=0.020mol/L
則達(dá)到平衡時(shí)N0₂氣體的轉(zhuǎn)化率=

0.020

0.080

×100%=25%，
故答案為：25%．

點(diǎn)評(píng)：本題考查化學(xué)平衡的有關(guān)計(jì)算、化學(xué)平衡的影響因素，題目綜合性較大，注意基礎(chǔ)知識(shí)的積累掌握．