Question

在80℃时，将0.4mol的四氧化二氮气体充入2L已抽空的固定容积的密闭容器中，隔一段时间对该容器内的物质进行分析，得到如下数据：

时间（s） C（mol/L）	0	20	40	60	80	100
C（N2O4）	0. 20	a	0.10	c	d	e
C（NO2）	0.00	0.12	b	0.22	0.22	0.22

反应进行至100s后将反应混合物的温度降低，发现气体的颜色变浅。

（1）该反应的化学方程式为__________________________，表中b_________c（填“<”、“=”、“>”）。

（2）20s时，N₂O₄的的浓度为__________________mol·L^－1，0～20s内N₂O₄的平均反应速率为________________；

（3）该反应的平衡常数表达式K=___________________  

在80℃时该反应的平衡常数K值为:______________（保留到小数点后2位）。

（4）在其他条件相同时，该反应的K值越大，表明建立平衡时____________。

A.N₂O₄的转化率越高                    B.NO₂的产量越大

C.N₂O₄与NO₂的浓度之比越大            D.正反应进行的程度越大

Answer

（每空2分，共12分）（1）N2O42NO2，吸热

（2）0.14， 0.003 mol/（L·s） （3）0.54 （4）ABD

【解析】试题分析：（1）N2O4分解生成NO2，反应的化学方程式是N2O42NO2。根据表中数据可知，反应进行到60s时，物质到浓度不再发生变化，说明反应达到平衡状态。当反应进行到反应进行至100s后将反应混合物的温度降低，发现气体的颜色变浅，这说明降低温度反应写逆反应方向移动，因此正反应是吸热反应。

（2）20s时，四氧化二氮的浓度为a

N2O4 2NO2

1mol/L 2mol/L

（0.20－a）mol/L 0.12mol/L

解得a＝0.14mol/L

则反应的N2O4浓度为（0.2－0.14）mol/L＝0.06mol/L

则反应速率v（N2O4）＝0.06mol/L÷20s＝0.003 mol/（L·s）

（3）平衡时NO2当浓度是0.22mol/L，则N2O4的浓度是0.2mol/L－0.11mol/L＝0.09mol/L

所以根据反应的方程式可知，平衡常数K＝

（4）根据化学平衡常数知，K越大，生成物的浓度越大，反应物的浓度越小，N2O4的转化率大、NO2的产量越大、N2O4与NO2的浓度之比越小、正反应进行的程度越大，即选项ABD正确，答案选ABD。

考点：考查化学反应速率、平衡常数的计算、化学平衡常数的应用以及外界条件对平衡状态的影响