在80℃时,0.40mol的N2O4气体充入 2L已经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) n(mol) | 0 | 20 | 40 | 60 | 80 | 100 |
n(N2O4) | 0.40 | a | 0.20 | c | d | e |
n(NO2) | 0.00 | 0.24 | b | 0.52 | 0.60 | 0.60 |
(1)计算20s—40s内用N2O4表示的平均反应速率为 。
(2)计算在 80℃时该反应的平衡常数K 。
(3)能判断该反应是否已达化学平衡状态的依据是________________。
a.容器中压强不变
b.混合气体中c(N2O4)不变
c.v正(NO2)=v逆(N2O4)
d.混合气体密度不变
e.混合气体的平均摩尔质量不变
f.c(N2O4)= c(NO2)
(4)反应进行至100s后将反应混合物的温度降低,混合气体的颜色 (填“变浅”、“变深”或“不变”)。
(5)要增大该反应的K值,可采取的措施有(填序号) ,若要重新达到平衡时,使[NO2]/[N2O4]值变小,可采取的措施有(填序号) 。
A.增大N2O4的起始浓度 B.向混合气体中通入NO2
C.使用高效催化剂 D.升高温度
(6)如右图是 80℃时容器中N2O4物质的量的变化曲线,请在该图中补画出该反应在 60℃时N2O4物质的量的变化曲线。
(1)0.0020mol·L-1·s-1(或0.12mol·L-1·min-1)(有效数字为2位,有误的扣1分)
(2)1.8mol·L-1
abe
(4)变浅
(5)D、A B
(6)
本题考查可逆反应的平衡条件
⑴当时,已生成的
的
,由反应的化学方程式
知此时当有
发生的反应;当
时,剩余的
为
,则
的变化量为
,这
内
发生反应的平均速率为
.
⑵由反应的化学方程式知,当
时,
的变化量为
,则生成的
为
,即
;同理可得
由表中数据可知,当后,反应达到平衡,此时
,所以平衡常数为
⑶由反应的化学方程式知,反应的前后体积有变化,容器中压强不变时可确定反应达到的平衡状态,故
正确;
混合气体中c(N2O4)不变,表明分解为
的速度与
合成为
的速度相同,即下正逆反应的相等,故反应达到的平衡状态,所以
正确;
由于,所以v正(NO2)=v逆(N2O4)时表明正反应的速度大于逆反应的速度,反应没有达到平衡,故
错;
由于反应在密闭容器中进行,所以混合气体的密度始终保持不变,故错;
混合气体的平均摩尔质量不变,表明混合气体的物质的量保持不变,正逆反应的速度相等相等,反应达到的平衡状态,故正确;
当c(N2O4)= c(NO2)时,仅能说明的转化率为
,不能说明反应达到的平衡状态,故
错.
⑷转化为
的反应是吸热反应,因而温度降低,
的转化率降低,
的浓度变小,故颜色变浅;
⑸化学平衡常数只与温度有关,温度一定,则为定值,因而
均不正确,
升高系统温度,有利于正反应进行,平衡向生成的方向移动,
变小,
变大,因而
变大
故正确答案为D
⑹转化为
的反应是吸热反应,温度越低,越不利于
的转化,因而平衡时
的浓度越高,同时达到平衡的时间也越长.
故有如下之图: