Question

在溫度為298K時，將0.10 mol無色的N₂O₄氣體放入1L抽空的密閉容器中，出現紅棕色，直至建立N₂O₄(g)2NO₂(g)的平衡。下圖表示測定N₂O₄的濃度與時間關系的曲線（縱坐標為N₂O₄的濃度，橫坐標為時間）。

（1）計算在2s至4s時間內，NO₂的平均生成速率為                  。

（2）若在相同情況下最初向該容器充入的是二氧化氮氣體，要達到同樣的平衡狀態，二氧化氮的起始濃度是          mol·L^-1。
（3）在溫度為298K時，達到平衡時四氧化二氮的轉化率α₁等于      。化學平衡常數為       。
（4）若在7s時向該密閉容器中再充入0.10 mol N₂O₄氣體，此時平衡向      方向移動（填“正”或“逆”）；再次達平衡時，總計0.20 mol N₂O₄的轉化率為α₂，正確的是  (    )
A．α₂<α₁       B．α₂>α₁     C．α₂=α₁      D．無法判斷。
（5）下表是不同溫度下測定的該反應的化學平衡常數。

T/K	310	320
K值	0.38	0.42

 
據此判斷該反應正反應是             反應（填“吸熱”或“放熱”）
（6）若其他條件不變，反應在398K條件下進行并達到平衡，此溫度下N₂O₄的濃度隨時間變化的曲線（以298K條件下進行并達到平衡的曲線作為參照）正確的是      (    )

Answer 1

試題分析：（1）由圖像可知2s至4s時間內N₂O₄的濃度變化為0.02 mol/L，根據v=△c/△t結合反應速率之比等于化學計量數之比計算可得，注意寫清單位；
（2）對于一定條件下的可逆反應，無論反應從正向開始還是從逆向開始，只要最初加入的物質的量相當，就會達到同一平衡狀態。由圖像可知c(N₂O₄)的初始濃度為0.10mol/L，要達到同樣的平衡狀態，二氧化氮的起始濃度是0.20mol·L^-1
（3）根據N₂O₄的起始濃度和轉化濃度求出轉化率；根據N₂O₄和NO₂的平衡濃度和平衡常數表達式求平衡常數；
（4）對于一定條件下的可逆反應N₂O₄(g)2NO₂(g)達平衡后再充入0.10 mol N₂O₄氣體，增大了反應物濃度平衡向正向移動；再加入N₂O₄后，平衡狀態相當于增大壓強，平衡左移，N₂O₄的轉化率減小；
（5）由表中數據可知，溫度升高，平衡常數增大，則說明升高溫度，平衡向正反應方向移動，則正反應為吸熱反應；
（6）可逆反應N₂O₄(g)2NO₂(g) 正反應為吸熱反應，升溫平衡向正向移動，N₂O₄的平衡濃度減小，升溫反應速率加快，可縮短達平衡的時間，結合圖像選C。