Question

已知：N₂O₄（g）=2NO₂（g）；△H=+57.20kJ?mol^-1．
在100℃時，將0.100mol的四氧化二氮氣體充入1L恒容抽空的密閉容器中，隔一定時間對該容器內(nèi)的物質(zhì)濃度進行分析得到下表數(shù)據(jù)：

時間（s）	0	20	40	60	80
c（N2O4）/mol/L	0.100	c1	0.050	c3	c4
c（NO2）/mol/L	0.000	0.060	c2	0.120	0.120

（1）該反應(yīng)的平衡常數(shù)表達式為

 

；從表中數(shù)據(jù)分析：c₁

 

c₂；c₃

 

c₄（選填“＞”、“＜”或“=”）．
（2）在圖中畫出并標(biāo)明此反應(yīng)中N₂O₄和NO₂的濃度隨時間變化的曲線．
（3）在上述條件下，從反應(yīng)開始至達到化學(xué)平衡時，四氧化二氮的平均反應(yīng)速率為

 

．
（4）若起始時充入NO₂氣體0.200mol，則達到平衡時NO₂氣體的轉(zhuǎn)化率為

 

．
其他條件不變時，下列措施能提高NO₂轉(zhuǎn)化率的是

 

（填字母）．
A．減小NO₂的濃度        
B．降低溫度         
C．增加NO₂的濃度
D．升高溫度                
E．再充入一定量的He．

Answer 1

考點：化學(xué)平衡的計算,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)方程式計算c₂、c₁，據(jù)此解答；60s后反應(yīng)達平衡，反應(yīng)混合物各組分的濃度不變；
（2）依據(jù)起始濃度，平衡濃度和圖表中的濃度，描點畫出變化圖象；
（3）由表可知，60s時反應(yīng)達平衡，根據(jù)方程式計算△c（N₂O₄），依據(jù)化學(xué)反應(yīng)速率V=

△c

△t

計算得到；
（4）依據(jù)平衡濃度計算平衡常數(shù)，結(jié)合化學(xué)平衡三段式列式計算，轉(zhuǎn)化率=

消耗量

起始量

×100%，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．

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

c 2(NO 2)

c(N 2O 4)

；
20s時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，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
由表可知，60s時，c（NO₂）=0.120mol/L 
                  N₂O₄?2 NO₂，
濃度變化     0.010mol   0.020mol/L
c₃=0.05mol/L-0.01mol/L=0.04mol/L；
由表可知，80s時，c（NO₂）=0.120mol/L 
c₄=0.04mol/L；
所以c₂＞c₁；c₃=c₄
故答案為：

c 2(NO 2)

c(N 2O 4)

；＜；=；
（2）依據(jù)圖表中物質(zhì)的濃度在坐標(biāo)系中描點畫出變化圖象，平衡狀態(tài)（NO₂）=0.120mol/L，c（N₂O₄）=0.10mol/L-0.060mol/L=0.04mol/L，得到的圖象為：
，答：；
（3）由表可知，60s時反應(yīng)達平衡，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：0.001mol/（L?s）；
（4）依據(jù)平衡濃度計算平衡常數(shù)，
               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
若起始時充入N0₂氣體0.200mol，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）     0.200    0
變化量（mol/L）     x        0.5x
平衡量（mol/L）   0.200-x    0.5x
K=

5x

(0.200-x) 2

=

1

0.36

     x=0.08mol/L
則達到平衡時N0₂氣體的轉(zhuǎn)化率=

0.08mol/L

0.20mol/L

×100%=40%
  2 NO₂=N₂O₄   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，增大二氧化氮轉(zhuǎn)化率的條件；
A．減小NO₂的濃度，平衡逆向進行，二氧化氮轉(zhuǎn)化率減小，故A不符合；   
B．降低溫度，平衡正向進行，二氧化氮轉(zhuǎn)化率增大，故B符合；    
C．增加NO₂的濃度，恒容容器中相當(dāng)于增大壓強，平衡正向進行，二氧化氮轉(zhuǎn)化率增大，故C符合；   
D．升高溫度，平衡逆向進行，二氧化氮轉(zhuǎn)化率減小，故D不符合；
E．再充入一定量的He，總愛增大，氣體分壓不變，平衡不變，二氧化氮轉(zhuǎn)化率不變，故E不符合；
故答案為：40%；BC．

點評：本題考查化學(xué)平衡的有關(guān)計算、化學(xué)平衡的影響因素與平衡圖象分析，題目綜合性較大，注意基礎(chǔ)知識的積累掌握．