Question

【題目】在80 ℃時，將0.40 mol的N2O4氣體充入2 L真空的固定容積的密閉容器中，發生反應：N2O4 2NO2 △H>0，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	0	20	40	60	80	100
n(N2O4) /mol	0.40	0.28	0.20	0.14	0.10	0.10
n(NO2) /mol	0.00	0.24	b	0.52	0.60	0.60

（1）計算20~40 s內用N2O4表示的平均反應速率為__________。

（2）40s時，NO2的的濃度b=_________mol/L，反應最遲到________s到達平衡狀態

（3）反應進行至100 s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”)。

（4）要增大該反應的K值，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

（5）能說明該反應達到平衡狀態的標志是_________(填序號)

A. 2 v(N2O4 ) =v(NO2 ) B. 容器內壓強保持不變

C. 容器內密度保持不變 D. NO2的體積分數保持不變

（6）如圖是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

【答案】0.0020 mol·L－1·s－1 0.20 80 變淺 D BD

【解析】

(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=計算；(2)根據表格數據分析解答；(3)△H＞0，表示反應放熱，根據溫度對平衡的影響分析判斷；(4)K只與溫度有關；(5)根據平衡狀態的特征分析判斷；(6)降低溫度，化學反應速率減小，平衡向放熱方向移動，據此作圖。

(1)根據表中數據可知v(N2O4)====0.0020 mol·L－1·s－1，故答案為：0.0020 mol·L－1·s－1；

(2)40s時N2O4減少0.40-0.20=0.20mol，由反應可知生成NO2為0.2mol×2=0.4mol，濃度為=0.2mol/L，由表格數據可知80s時達到平衡狀態，故答案為：0.2；80；

(3)△H＞0，100s后將反應混合物的溫度降低，N2O42NO2平衡逆向移動，混合氣體的顏色變淺，故答案為：變淺；

(4)K只與溫度有關，該反應為吸熱反應，升高溫度，K增大，只有D符合，故答案為：D；

(5)A. 反應過程中始終存在2v(N2O4)=v(NO2)，無法判斷正逆反應速率的關系，不能判斷是平衡狀態，故A錯誤；B. 該反應前后氣體的物質的量發生變化，即容器中的壓強為變量，當容器內壓強保持不變，說明反應達到平衡狀態，故B正確；C. 反應前后氣體的質量不變，容器的體積不變，氣體的密度始終不變，因此容器內密度保持不變，不能判斷是平衡狀態，故C錯誤；D. NO2的體積分數保持不變，說明正逆反應速率相等，反應達到平衡狀態，故D正確；故答案為：BD；

(6)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大，60℃曲線為，故答案為：。