Question

【題目】在100 ℃時，將0.40 mol二氧化氮氣體充入一個2 L抽空的密閉容器中，發生反應：2NO2N2O4。每隔一段時間就對該容器內的物質進行分析，得到下表數據：

時間/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，從反應開始至20 s時，用二氧化氮表示的平均反應速率為_______mol/(L·s)。

(2)該反應的平衡常數K的數值為____。

(3)若在相同條件下最初向該容器中充入四氧化二氮氣體，要達到上述平衡狀態，四氧化二氮的起始濃度是______mol·L－1。

(4)達到平衡后，如果升高溫度，氣體顏色會變深，則升高溫度后，反應2NO2N2O4的平衡常數將_________(填“增大”“減小”或“不變”)。

(5)達到平衡后，如果向該密閉容器中再充入0.32 mol He，并把容器體積擴大為4 L，則平衡將_______(填“向左移動”“向右移動”或“不移動”)。

Answer 1

【答案】2.5×10-3 2.8 0.10 減小 向左移動

【解析】

(1)根據表中數據計算N2O4的反應速率，根據速率之比等于化學計量數之比計算NO2的反應速率；

(2)由表中數據可知，在60s時N2O4濃度不再變化，說明此時反應已達平衡狀態；根據平衡時的物質的量求出物質的平衡濃度，再求出K；

(3)若在相同情況下最初向該容器充入的是N2O4氣體，要達到上述同樣的平衡狀態，N2O4的起始濃度是c，則平衡時各種物質的物質的量濃度應該相同，根據參加反應的物質的量濃度之比等于計量數之比計算，求出c；

(4)氣體顏色會變深，則濃度NO2增大，根據平衡移動方向判斷平衡常數變化；

(5)He不參加反應，容器體積擴大，相當于減小壓強，平衡向氣體總物質的量增大的方向移動。

(1)由表中數據可知，從反應開始直至20s時，v(N2O4)==1.25×10-3mol/(L·s)；

則v(NO2)=2v(N2O4)= 2.5×10-3 mol/(L·s)；

(2)由表中數據可知，在60s時N2O4濃度不再變化，則反應已達平衡狀態，c(N2O4)==0.04mol/L時，c(NO2)==0.12mol/L，反應的平衡常數K=≈2.8；

(3)若在相同情況下最初向該容器充入的是N2O4氣體，要達到上述同樣的平衡狀態，N2O4的起始濃度是c，平衡時c(NO2)=0.12mol/L，會反應消耗N2O4的濃度為△c(N2O4)=0.06mol/L，平衡時c(N2O4)=(c-0.06)mol/L=0.04mol/L，則c=0.10mol/L；

(4)達到平衡后，如升高溫度，氣體顏色會變深，說明升高溫度，化學平衡逆向移動，使NO2濃度增大，根據平衡移動原理，升高溫度，化學平衡2NO2N2O4向吸熱反應方向移動，則升高溫度后，反應平衡常數將減小；

(5)恒溫下如向該密閉容器中再充入0.32molHe氣，并把容器體積擴大為4L，則c(NO2)和c(N2O4)都減小，相當于減小壓強，所以v(正)、v(逆)速率都減小，減小壓強，化學平衡向氣體體積增大的逆反應方向移動，即化學平衡向左移動。