Question

【題目】在80℃時，將0.4mol的四氧化二氮氣體充入2L已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：反應進行至100s后將反應混合物的溫度降低，發現氣體的顏色變淺．

時間（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

（1）該反應的化學方程式為 ， 表中bc（填“＜”、“=”、“＞”）．
（2）20s時，N2O4的濃度為mol/L，0～20s內N2O4的平均反應速率為 ．
（3）該反應的平衡常數表達式K= ， 在80℃時該反應的平衡常數K值為（保留2位小數）．
（4）在其他條件相同時，該反應的K值越大，表明建立平衡時 ．
A.N2O4的轉化率越高
B.NO2的產量越大
C.N2O4與NO2的濃度之比越大
D.正反應進行的程度越大．

Answer 1

【答案】
（1）N2O4?2NO2；＞
（2）0.14；0.003mol/L?s
（3） ；0.54
（4）ABD
【解析】解：（1）將0.4mol的四氧化二氮氣體充入2L已抽空的固定容積的密閉容器中，反應的化學方程式為：N2O42NO2，隔一段時間對該容器內的物質進行分析，得到如下數據：反應進行至100s后將反應混合物的溫度降低，發現氣體的顏色變淺，說明反應逆向進行，逆向是放熱反應，正向是吸熱反應；依據化學平衡三段式列式計算分析判斷；進行到40S和進行到60S時；

	N2O4	2NO2
起始（mol）	0.4	0
轉化（mol）	0.2	0.4
40s末（mol）	0.2	0.4

得到b=0.2mol/L；

進行到60S和進行到60S時；

	N2O4	2NO2
起始（mol）	0.4	0
轉化（mol）	0.22	0.44
60s末（mol）	0.18	0.44

c=0.18 mol/L

計算比較得到，b＞c；

所以答案是：N2O42NO2；＞；（2）進行到20S；

	N2O4	2NO2
起始（mol）	0.4	0
轉化（mol）	0.12	0. 24
20s末（mol）	0.28	0.24

20s時，N2O4的濃度= =0.14mol/L；

0～20s內N2O4的平均反應速率= =0.003mol/Ls；

所以答案是：0.14；0.003mol/Ls；（3）N2O42NO2，平衡常數K= ；

80°C平衡狀態和60S是相同平衡狀態，平衡濃度c（NO2）=0.22mol/L，c（N2O4）=0.09mol/L；

平衡常數K= = =0.54mol/L；

所以答案是： ；0.54；（4）反應進行至100s后將反應混合物的溫度降低，發現氣體的顏色變淺，說明反應逆向進行，逆向是放熱反應，正向是吸熱反應；該反應的K值越大，說明平衡正向進行，是溫度降低的原因；

A、平衡正向進行N2O4的轉化率越高，故A正確；

B、平衡正向進行NO2的產量越大，故B正確；

C、依據上述計算分析平衡正向進行，N2O4與NO2的濃度之比越小，故C錯誤；

D、該反應的K值越大，說明平衡正向進行，正反應進行的程度越大，故D正確；

所以答案是：ABD．

【考點精析】解答此題的關鍵在于理解化學平衡狀態本質及特征的相關知識，掌握化學平衡狀態的特征：“等”即 V正=V逆>0；“動”即是動態平衡，平衡時反應仍在進行；“定”即反應混合物中各組分百分含量不變；“變”即條件改變，平衡被打破，并在新的條件下建立新的化學平衡；與途徑無關，外界條件不變，可逆反應無論是從正反應開始，還是從逆反應開始，都可建立同一平衡狀態（等效），以及對化學平衡的計算的理解，了解反應物轉化率=轉化濃度÷起始濃度×100%=轉化物質的量÷起始物質的量×100%；產品的產率=實際生成產物的物質的量÷理論上可得到產物的物質的量×100%．