Question

在80℃時，將0.40mol的N₂0₄氣體充入2L已經抽空的固定容積的密閉容器中，發生如下反應：N₂O₄?2NO₂，隔一段時間對該容器內的物質進行分析，得到如下數據：

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20s一40s內用N₂O₄表示的平均反應速率為

0.0020

mol?L^-1?S^-1；
（2）計算在80℃時該反應的平衡常數K=

1.8mol?L^-1

（請注明單位）．
（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（填“變淺”．“變深”或“不變”）

變淺

；
（4）要增大該反應的K值，可采取的措施有（填序號）

D

：
A．增大N₂O₄的起始濃度  B．向混合氣體中通入NO₂ C．使用高效催化劑    D．升高溫度
（5）如圖是80℃時容器中N₂0₄物質的量的變化曲線，請在該圖中補畫出該反應在60℃時N₂0₄物質的量的變化曲線．

Answer 1

分析：（1）先根據二氧化氮物質的量計算反應的四氧化二氮的物質的量，總物質的量減去反應的物質的量即是容器中剩余的四氧化二氮的物質的量，再根據公式v=

△n

V△t

計算四氧化二氮的平均反應速率．
（2）根據K=

C2(NO2)

C(N2O4)

計算平衡常數．
（3）降低溫度平衡向放熱方向移動，根據平衡移動方向判斷氣體顏色變化．
（4）化學平衡常數只與溫度有關．
（5）降低溫度，化學反應速率減小，平衡向放熱方向移動．

解答：解：（1）當20s時，生成二氧化氮0.24mol，則消耗四氧化二氮0.12mol，容器中還剩余0.40mol-0.12mol=0.28mol；
v=

△n

V△t

=

(0.28-0.20)mol

2L×20s

=0.0020mol/（L．s）
故答案為：0.0020．
（2）當到達80s時，二氧化氮的物質的量不再變化，所以反應達到平衡狀態，二氧化氮的物質的量是0.60mol，則消耗四氧化二氮的物質的量是0.30mol，還剩余0.10mol，即d=e=0.10mol．
二氧化氮的平衡濃度=

0.60mol

2L

=0.30mol/L，四氧化二氮的平衡濃度=

0.10mol

2L

=0.05mol/L
K=

C2(NO2)

C(N2O4)

=

(0.30mol/L)2

0.05mol/L

=1.8mol?L^-1
故答案為：1.8mol?L^-1．
（3）該反應的正反應是吸熱反應，降低溫度，平衡向逆反應方向移動，二氧化氮的含量減少，所以混合氣體的顏色變淺．
故答案為：變淺．
（4）化學平衡常數只與溫度有關，與其它任何物理量無關，故選D．
（5）當降低溫度，化學反應速率減小，到達平衡所需時間增大，平衡向逆反應方向移動，所以到達新平衡時四氧化二氮的物質的量比第一次平衡時少，60℃曲線為．





故答案為：

點評：本題考查了化學平衡的計算和外界條件對化學平衡的影響，難度不大，注意化學平衡常數只與溫度有關，與其它任何物理量都無關．