Question

在温度为298K时，将0.10 mol无色的N₂O₄气体放入1L抽空的密闭容器中，出现红棕色，直至建立N₂O₄(g)2NO₂(g)的平衡。下图表示测定N₂O₄的浓度与时间关系的曲线（纵坐标为N₂O₄的浓度，横坐标为时间）。

（1）计算在2s至4s时间内，NO₂的平均生成速率为                   。

（2）若在相同情况下最初向该容器充入的是二氧化氮气体，要达到同样的平衡状态，二氧化氮的起始浓度是           mol·L^-1。

（3）在温度为298K时，达到平衡时四氧化二氮的转化率α₁等于       。化学平衡常数为        。

（4）若在7s时向该密闭容器中再充入0.10 mol N₂O₄气体，此时平衡向       方向移动（填“正”或“逆”）；再次达平衡时，总计0.20 mol N₂O₄的转化率为α₂，正确的是  (    )

A．α₂<α₁       B．α₂>α₁     C．α₂=α₁      D．无法判断。

（5）下表是不同温度下测定的该反应的化学平衡常数。

T/K	310	320
K值	0.38	0.42

据此判断该反应正反应是              反应（填“吸热”或“放热”）

（6）若其他条件不变，反应在398K条件下进行并达到平衡，此温度下N₂O₄的浓度随时间变化的曲线（以298K条件下进行并达到平衡的曲线作为参照）正确的是      (    )

Answer

【解析】

试题分析：（1）由图像可知2s至4s时间内N2O4的浓度变化为0.02 mol/L，根据v=△c/△t结合反应速率之比等于化学计量数之比计算可得，注意写清单位；

（2）对于一定条件下的可逆反应，无论反应从正向开始还是从逆向开始，只要最初加入的物质的量相当，就会达到同一平衡状态。由图像可知c(N2O4)的初始浓度为0.10mol/L，要达到同样的平衡状态，二氧化氮的起始浓度是0.20mol·L-1

（3）根据N2O4的起始浓度和转化浓度求出转化率；根据N2O4和NO2的平衡浓度和平衡常数表达式求平衡常数；

（4）对于一定条件下的可逆反应N2O4(g)2NO2(g)达平衡后再充入0.10 mol N2O4气体，增大了反应物浓度平衡向正向移动；再加入N2O4后，平衡状态相当于增大压强，平衡左移，N2O4的转化率减小；

（5）由表中数据可知，温度升高，平衡常数增大，则说明升高温度，平衡向正反应方向移动，则正反应为吸热反应；

（6）可逆反应N2O4(g)2NO2(g) 正反应为吸热反应，升温平衡向正向移动，N2O4的平衡浓度减小，升温反应速率加快，可缩短达平衡的时间，结合图像选C。

考点：考查了化学反应速率的计算、化学平衡的三段式计算应用、影响因素的分析判断方法、，平衡常数的计算应用及相关图像。