Question

（1）在某一容积为2L的密闭容器中，某一反应中A、B、C、D四种气体的物质的量n(mol)随时间t(min)的变化曲线如图所示：

回答下列问题：

①该反应的化学方程式为___。

②前2min用A的浓度变化表示的化学反应速率为__。在2min时，图像发生改变的原因可能是__（填字母）。

a.增大压强    b.降低温度    c.加入催化剂    d.增加A的物质的量

（2）在100℃时，将0.01mol的N₂O₄气体充入0.1L的密闭容器中发生反应，隔一定时间对该容器内的物质进行分析，得到如下表格：

时间/s 浓度/mol·L^-1	0	20	40	60	80	100
c(N2O4)/mol·L^-1	0.100	0.070	0.050	a	b	c
c(NO2)/mol·L^-1	0.000	0.060	d	0.120	0.120	0.120

试填空：

①该反应的化学方程式__，达到平衡时N₂O₄的转化率为__。

②在0～20s内，四氧化二氮的平均反应速率为__。

Answer

4A+5B⇌6C+4D 0.1mol·L-1·min-1 ac N2O4⇌2NO2 60% 0.0015mol·L-1·s-1

【解析】

(1)①根据图像，物质的量增加的物质为生成物，减少的物质为反应物，变化的物质的量之比等于化学计量数之比，得出化学方程式；

②利用化学反应速率公式v==进行计算，根据2min后的物质的量变化情况判断影响因素；

(2)根据表中找到反应物和生成物，写出化学方程式，根据化学方程式，得出60s时达到平衡，根据浓度的变化量分别求出d，a，b，c的值；根据转化率公式和速率公式进行计算；

(1)①达到平衡时A、B、C、D改变的物质的量分别为0.8mol、1.0mol、1.8mol、0.8mol，且A、B的物质的量减少，为反应物；C、D的物质的量增加，为生成物，故反应的化学方程式为4A+5B⇌6C+4D；

②前2min时，；从图像看，2~3min时图像的斜率变大，说明化学反应速率变快，增大压强、加入催化剂均增大化学反应速率，而降低温度减小化学反应速率；增加A的物质的量，虽能增大反应速率，但图像斜率要突变，发生改变的原因可能是ac；

(2) ①反应方程式为N2O4⇌2NO2，在时间为60s时，c(NO2)=0.120mol/L，此后浓度不在发生变化，即时间为60s时，反应达到平衡。由N2O4⇌2NO2计算得，N2O4和的浓度的变化量之比为1:2，NO2在40s时，d=(0.1-0.050)mol/L ×2=0.1 mol/L，a=(0.1-×0.120)mol/L =0.04 mol/L，60s后NO2的浓度不再发生变化，因此60s时反应达到平衡，则b=c=0.04 mol/L；N2O4的转化率为×100%=×100%=60%；

②在0~20s内，N2O4的平均反应速率为v==0.0015 mol·L-1·s-1。