Question

18．80℃時，將0.40mol的N₂O₄氣體充入2L已經(jīng)抽空的固定容積的密閉容器中，發(fā)生如下反應：N₂O₄（g）?2NO₂（g）△H＞0，隔一段時間對該容器內(nèi)的物質進行分析，得到如下數(shù)據(jù)：

時間（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）計算20～40s 內(nèi)用N₂O₄表示的平均反應速率為0.002 mol•L^-1•s^-1．
（2）計算在80℃時該反應的平衡常數(shù)K=1.8．
（3）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”）．
（4）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NO₂
C．使用高效催化劑
D．升高溫度．

Answer 1

分析 （1）由20s時二氧化氮物質的量計算20s反應的四氧化二氮的物質的量，進而計算20s容器內(nèi)四氧化二氮的物質的量，再計算20s～40s參加反應的四氧化二氮的物質的量，根據(jù)v=$\frac{\frac{△n}{V}}{△t}$計算v（N₂O₄）；
（2）由表中數(shù)據(jù)可知，80s時反應達平衡狀態(tài)，計算出平衡時反應混合物各組分的物質的量，進而計算平衡時各組分的濃度，代入平衡常數(shù)表達式K=$\frac{{c}^{2}（N{O}_{2}）}{c（{N}_{2}{O}_{4}）}$計算；
（3）正反應為吸熱反應，溫度降低，平衡向逆反應方向移動，二氧化氮的濃度降低；
（4）平衡常數(shù)只受溫度影響，增大該反應的K值，應改變溫度使平衡向正反應方向移動．

解答 解：（1）20s時△n（NO₂）=0.24mol，故△n（N₂O₄）=$\frac{1}{2}$△n（NO₂）=$\frac{1}{2}$×0.24mol=0.12mol，所以a=0.4mol-0.12mol=0.28mol，故20s～40s參加反應的四氧化二氮的物質的量為0.28mol-0.2mol=0.08mol，所以20s-40s內(nèi)用N₂O₄表示的平均反應速率為：$\frac{\frac{0.08mol}{2L}}{40s-20s}$=0.002mol/（L•s），
故答案為：0.002；
（2）由表中數(shù)據(jù)可知80s時，反應達平衡狀態(tài)，80s時△n（NO₂）=0.6mol，所以△n（N₂O₄）=$\frac{1}{2}$△n（NO₂）=$\frac{1}{2}$×0.6mol=0.3mol，故d=0.4mol-0.3mol=0.1mol，故c（N₂O₄）=$\frac{0.1mol}{2L}$=0.05mol/L，c（NO₂）=$\frac{0.6mol}{2L}$=0.3mol/L，所以該溫度下平衡常數(shù)為：K=$\frac{{c}^{2}（N{O}_{2}）}{c（{N}_{2}{O}_{4}）}$=$\frac{0．{3}^{2}}{0.05}$=1.8，
故答案為：1.8；
（3）正反應為吸熱反應，溫度降低，平衡向逆反應方向移動，二氧化氮的濃度降低，混合氣體的顏色變淺，
故答案為：變淺；
（4）平衡常數(shù)只受溫度影響，增大該反應的K值，應改變溫度使平衡向正反應方向移動，正反應為吸熱反應，應升高溫度，故D正確，
故答案為：D．

點評 本題考查化學平衡的計算，題目難度中等，涉及化學反應速率、化學平衡常數(shù)、化學平衡移、平衡圖象等知識，明確化學平衡及其影響為解答關鍵，注意掌握化學反應速率、化學平衡常數(shù)的概念及表達式，試題培養(yǎng)了學生的分析能力及化學計算能力．