问题 问答题

已知N2O4(无色)

2NO2 (红棕色),在80℃时,将0.80mol的N2O4气体充入4L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)020406080100
n( N2O4 )(mol)0.80a0.40cde
n(NO2)(mol)0.000.48b1.041.201.20
(1)计算20s-40s内用NO2表示的平均反应速率为______,平衡时N2O4的转化率为______.

(2)反应达到平衡后,将温度升高至100℃,发现颜色加深,则该反应的逆反应是______(填“放热”或“吸热“)

(3)该反应的平衡常数表示式为K=______要增大该反应的K值,可采取的措施有(填序号)______.

(A)向混合气体中通入NO2              (B)使用高效催化剂

(C)升高温度                        (D)增大N2O4的起始浓度

(4)如图是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100℃时N2O4物质的量的变化曲线(反应物起始的物质的量相等).

答案

(1)根据表中数据可得各时间时反应物和生成物的物质的量,

        N2O4(无色)

2NO2 

0s时:0.80mol                0

20s时:a                     0.48mol

40s时:0.40mol               b

80s时:0.20mol              1.20mol

则a=0.80mol-0.24mol=0.56mol;b=0.80mol,

则20s-40s内用NO2表示的平均反应速率为

0.80mol-0.48mol
4L
20s
=0.004mol/(L•S),由表中数据可知,当反应达到80s时反应达到平衡状态,平衡时N2O4的转化率为
0.8mol-0.2mol
0.8mol
×100%
=75%,

故答案为:0.004mol/(L•S);75%;

(2)反应达到平衡后,将温度升高至100℃,发现颜色加深,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,逆反应为放热反应,故答案为:放热;   

(3)反应的平衡常数为生成物的浓度幂之积除以反应物的浓度幂之积,则为K=

c2(NO2)
c(N2O4)
,要增大该反应的K值,应使平衡向正反应方向移动,通入 N2O4和NO2都相当于在原来的基础上缩小体积,则压强增大平衡向逆向移动,K值减小,加入催化剂对平衡没有影响,升高温度平衡右移,K值增大,

故答案为:K=

c2(NO2)
c(N2O4)
;C;

(4)升高温度反应速率增大,平衡右移,平衡时N2O4的物质的量较8℃0时少,故答案为:图象如图所示.

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