Question

【題目】在100 ℃時(shí)，將0.40 mol二氧化氮?dú)怏w充入一個(gè)2 L抽空的密閉容器中，發(fā)生反應(yīng)：2NO2N2O4。每隔一段時(shí)間就對(duì)該容器內(nèi)的物質(zhì)進(jìn)行分析，得到下表數(shù)據(jù)：

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(kāi)始至20 s時(shí)，用二氧化氮表示的平均反應(yīng)速率為_______mol/(L·s)。

(2)該反應(yīng)的平衡常數(shù)K的數(shù)值為____。

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

(4)達(dá)到平衡后，如果升高溫度，氣體顏色會(huì)變深，則升高溫度后，反應(yīng)2NO2N2O4的平衡常數(shù)將_________(填“增大”“減小”或“不變”)。

(5)達(dá)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(kuò)大為4 L，則平衡將_______(填“向左移動(dòng)”“向右移動(dòng)”或“不移動(dòng)”)。

Answer 1

【答案】2.5×10-3 2.8 0.10 減小 向左移動(dòng)

【解析】

(1)根據(jù)表中數(shù)據(jù)計(jì)算N2O4的反應(yīng)速率，根據(jù)速率之比等于化學(xué)計(jì)量數(shù)之比計(jì)算NO2的反應(yīng)速率；

(2)由表中數(shù)據(jù)可知，在60s時(shí)N2O4濃度不再變化，說(shuō)明此時(shí)反應(yīng)已達(dá)平衡狀態(tài)；根據(jù)平衡時(shí)的物質(zhì)的量求出物質(zhì)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(dá)到上述同樣的平衡狀態(tài)，N2O4的起始濃度是c，則平衡時(shí)各種物質(zhì)的物質(zhì)的量濃度應(yīng)該相同，根據(jù)參加反應(yīng)的物質(zhì)的量濃度之比等于計(jì)量數(shù)之比計(jì)算，求出c；

(4)氣體顏色會(huì)變深，則濃度NO2增大，根據(jù)平衡移動(dòng)方向判斷平衡常數(shù)變化；

(5)He不參加反應(yīng)，容器體積擴(kuò)大，相當(dāng)于減小壓強(qiáng)，平衡向氣體總物質(zhì)的量增大的方向移動(dòng)。

(1)由表中數(shù)據(jù)可知，從反應(yīng)開(kāi)始直至20s時(shí)，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(shù)據(jù)可知，在60s時(shí)N2O4濃度不再變化，則反應(yīng)已達(dá)平衡狀態(tài)，c(N2O4)==0.04mol/L時(shí)，c(NO2)==0.12mol/L，反應(yīng)的平衡常數(shù)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(dá)到上述同樣的平衡狀態(tài)，N2O4的起始濃度是c，平衡時(shí)c(NO2)=0.12mol/L，會(huì)反應(yīng)消耗N2O4的濃度為△c(N2O4)=0.06mol/L，平衡時(shí)c(N2O4)=(c-0.06)mol/L=0.04mol/L，則c=0.10mol/L；

(4)達(dá)到平衡后，如升高溫度，氣體顏色會(huì)變深，說(shuō)明升高溫度，化學(xué)平衡逆向移動(dòng)，使NO2濃度增大，根據(jù)平衡移動(dòng)原理，升高溫度，化學(xué)平衡2NO2N2O4向吸熱反應(yīng)方向移動(dòng)，則升高溫度后，反應(yīng)平衡常數(shù)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(kuò)大為4L，則c(NO2)和c(N2O4)都減小，相當(dāng)于減小壓強(qiáng)，所以v(正)、v(逆)速率都減小，減小壓強(qiáng)，化學(xué)平衡向氣體體積增大的逆反應(yīng)方向移動(dòng)，即化學(xué)平衡向左移動(dòng)。