Question

在100℃時(shí)，將0.40mol的二氧化氮?dú)怏w充入2L真空的密閉容器中，每隔一段時(shí)間就對(duì)該容器內(nèi)的物質(zhì)進(jìn)行分析，得到數(shù)據(jù)如表所示：

時(shí)間（s）	0	20	40	60	80
n（NO2）/mol	0.40	n1	0.26	n3	n4
n（N2O4）/mol	0.00	0.05	n2	0.08	0.08

（1）在上述條件下，從反應(yīng)開始直至20s時(shí)，二氧化氮的平均反應(yīng)速率為　　 mol•L^﹣1•s^﹣1．

（2）n₃　　n₄（填“＞”、“＜”或“=”），該反應(yīng)的平衡常數(shù)為　　（保留小數(shù)點(diǎn)后一位）．

（3）若在相同情況下，最初向該容器中充入的是四氧化二氮?dú)怏w，要達(dá)到上述同樣的平衡狀態(tài)，四氧化二氮的起始濃度是　 mol•L^﹣1，假設(shè)在80s時(shí)達(dá)到平衡，請(qǐng)?jiān)谌鐖D中畫出并標(biāo)明該條件下此反應(yīng)中N₂O₄和NO₂的濃度隨時(shí)間變化的曲線．

（4）達(dá)到平衡后，如升高溫度，氣體顏色會(huì)變深，則升高溫度后，反應(yīng)2NO₂（g）⇌Ν₂O₄（g）的平衡常數(shù)將　　（填“增大”、“減小”或“不變”）．

（5）達(dá)到平衡后，如向該密閉容器中再充入0.32mol氦氣，并把容器體積擴(kuò)大為4L，則平衡將　　（填“向左移動(dòng)”、“向右移動(dòng)”或“不移動(dòng)”）．

　

Answer 1

考點(diǎn)：

化學(xué)反應(yīng)速率和化學(xué)計(jì)量數(shù)的關(guān)系；化學(xué)平衡常數(shù)的含義；化學(xué)平衡的影響因素；物質(zhì)的量或濃度隨時(shí)間的變化曲線．

專題：

化學(xué)平衡專題．

分析：

（1）根據(jù)反應(yīng)速率表達(dá)式v=計(jì)算出從反應(yīng)開始直至20s時(shí)，二氧化氮的平均反應(yīng)速率；

（2）根據(jù)表中的數(shù)據(jù)可以判斷60s時(shí)已經(jīng)達(dá)到了平衡狀態(tài)，據(jù)此進(jìn)行判斷n₃和n₄的大小；根據(jù)平衡常數(shù)的表達(dá)式及各組分的濃度計(jì)算出該反應(yīng)的平衡常數(shù)；

（3）根據(jù)等效平衡，按照計(jì)算出將二氧化氮完全轉(zhuǎn)化成四氧化二氮即可；根據(jù)二氧化氮和四氧化二氮及達(dá)到平衡時(shí)的濃度畫出反應(yīng)中N₂O₄和NO₂的濃度隨時(shí)間變化的曲線；

（4）根據(jù)升高溫度，氣體顏色會(huì)變深分析平衡移動(dòng)方向及平衡常數(shù)的變化；

（5）根據(jù)稀有氣體不影響各組分的濃度，容器容積增大，反應(yīng)體系的儀器減小判斷．

解答：

解：（1）從反應(yīng)開始直至20s時(shí)，生成的四氧化二氮的物質(zhì)的量為0.05mol，根據(jù)反應(yīng)：2NO₂⇌N₂O₄，消耗的二氧化氮物質(zhì)的量為：0.1mol，二氧化氮的反應(yīng)速率為：v（NO₂）=0.0025mol•L^﹣1•s^﹣1，

故答案為：0.0025；

（2）根據(jù)表中的數(shù)據(jù)可知，60s時(shí)反應(yīng)達(dá)到了平衡狀態(tài)，60s和80s時(shí)二氧化氮的物質(zhì)的量相等，即n₃=n₄，

達(dá)到平衡狀態(tài)時(shí)，n（N₂O₄）=0.08mol，n（NO₂）=0.4mol﹣0.08mol×2=0.24mol，二者濃度分別為：c（N₂O₄）==0.04mol/L，c（NO₂）==0.12mol/L，該該反應(yīng)在該溫度下的平衡常數(shù)為：≈2.8，

故答案為：=；2.8；

（3）若在相同情況下，最初向該容器中充入的是四氧化二氮?dú)怏w，要達(dá)到上述同樣的平衡狀態(tài)，說明兩個(gè)反應(yīng)為等效平衡，根據(jù)反應(yīng)方程式，需要四氧化二氮的物質(zhì)的量為：0.40mol×=0.20mol，c（N₂O₄）==0.10mol/L，

反應(yīng)開始時(shí)，c（N₂O₄）=0.10mol/L，c（NO₂）=0，之后二氧化氮濃度逐漸增加，四氧化二氮濃度逐漸減小，

達(dá)到平衡時(shí)，根據(jù)（2）可知，c（N₂O₄）=0.04mol/L，c（NO₂）=0.12mol/L，據(jù)此畫出反應(yīng)中N₂O₄和NO₂的濃度隨時(shí)間變化的曲線為：

故答案為：0.10；；

（4）由于升高溫度，氣體顏色會(huì)變深，說明化學(xué)平衡向著逆向移動(dòng)，二氧化氮濃度增大，四氧化二氮濃度減小，所以平衡常數(shù)減小，

故答案為：減�。�

（5）達(dá)到平衡后，如向該密閉容器中再充入0.32mol氦氣，稀有氣體不影響各組分的濃度，由于把容器體積擴(kuò)大為4L，反應(yīng)體系的壓強(qiáng)減小，平衡向著體積增大的方向移動(dòng)，即向左移動(dòng)，

故答案為：向左移動(dòng)．

點(diǎn)評(píng)：

本題考查了化學(xué)反應(yīng)速率與化學(xué)計(jì)量數(shù)的關(guān)系、化學(xué)平衡的影響因素、化學(xué)平衡常數(shù)的計(jì)算等知識(shí)，題目難度中等，涉及的知識(shí)點(diǎn)較多，充分考查了學(xué)生對(duì)所學(xué)知識(shí)的掌握情況及靈活應(yīng)用能力．