Question

在80℃時，0.40mol的N₂O₄氣體充入 2L已經抽空的固定容積的密閉容器中，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—40s內用N₂O₄表示的平均反應速率為　　 　　　　　　　　　　　　。
（2）計算在 80℃時該反應的平衡常數K　　 　　　　　　　　　　　　　　。
（3）能判斷該反應是否已達化學平衡狀態的依據是________________。
a．容器中壓強不變    
b．混合氣體中c(N₂O₄)不變
c．v_正(NO₂)＝v_逆(N₂O₄) 
d．混合氣體密度不變  
e．混合氣體的平均摩爾質量不變  
f．c(N₂O₄)= c(NO₂)
（4）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”）。
（5）要增大該反應的K值，可采取的措施有（填序號）　　　　　　，若要重新達到平衡時，使[NO₂]/[N₂O₄]值變小，可采取的措施有（填序號）　　　　　　　　　　　　　　。
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
（6）如右圖是 80℃時容器中N₂O₄物質的量的變化曲線，請在該圖中補畫出該反應在 60℃時N₂O₄物質的量的變化曲線。

Answer 1

（1）0.0020mol·L^－1·s^－1(或0.12mol·L^－1·min^－1)（有效數字為2位，有誤的扣1分）
（2）1.8mol·L^－1
abe
（4）變淺　
（5）D、A B
（6）

本題考查可逆反應的平衡條件
⑴當時，已生成的的，由反應的化學方程式知此時當有發生的反應；當時，剩余的為，則的變化量為，這內發生反應的平均速率為.
⑵由反應的化學方程式知，當時，的變化量為，則生成的為，即；同理可得
由表中數據可知，當后，反應達到平衡，此時，所以平衡常數為
⑶由反應的化學方程式知，反應的前后體積有變化，容器中壓強不變時可確定反應達到的平衡狀態，故正確；
混合氣體中c(N₂O₄)不變，表明分解為的速度與合成為的速度相同，即下正逆反應的相等，故反應達到的平衡狀態，所以正確；
由于，所以v_正(NO₂)＝v_逆(N₂O₄)時表明正反應的速度大于逆反應的速度，反應沒有達到平衡，故錯；
由于反應在密閉容器中進行，所以混合氣體的密度始終保持不變，故錯；
混合氣體的平均摩爾質量不變，表明混合氣體的物質的量保持不變，正逆反應的速度相等相等，反應達到的平衡狀態，故正確；
當c(N₂O₄)= c(NO₂)時，僅能說明的轉化率為，不能說明反應達到的平衡狀態，故錯.
⑷轉化為的反應是吸熱反應，因而溫度降低，的轉化率降低，的濃度變小，故顏色變淺；
⑸化學平衡常數只與溫度有關，溫度一定，則為定值，因而均不正確，
升高系統溫度，有利于正反應進行，平衡向生成的方向移動，變小，變大，因而變大
故正確答案為D
⑹轉化為的反應是吸熱反應，溫度越低，越不利于的轉化，因而平衡時的濃度越高，同時達到平衡的時間也越長.
故有如下之圖：