解题思路:(1)依据反应条件分析判断,结合化学平衡的三段式列式计算分析比较;
(2)结合平衡三段式列式计算分析比较判断;
(3)化学平衡的三段式列式计算N2O4的浓度,结合化学反应速率概念计算0~20s内N2O4的平均反应速率;
(4)依据化学方程式和平衡常数概念写出平衡常数表达式,依据80°C平衡状态下结合三段式列式计算平衡浓度计算平衡常数;
(5)反应进行至100s后将反应混合物的温度降低,发现气体的颜色变浅,说明反应逆向进行,逆向是放热反应,正向是吸热反应;该反应的K值越大,说明平衡正向进行,是温度降低的原因,结合反应特征分析选项.
(1)将0.4mol的四氧化二氮气体充入2L已抽空的固定容积的密闭容器中,反应的化学方程式为:N2O4⇌2NO2,故答案为:N2O4⇌2NO2 ;
(2)隔一段时间对该容器内的物质进行分析,得到如下数据:反应进行至100s后将反应混合物的温度降低,发现气体的颜色变浅,说明反应逆向进行,逆向是放热反应,正向是吸热反应;依据化学平衡三段式列式计算分析判断;进行到40S和进行到80S时;
N2O4⇌2NO2
起始量(mol) 0.4 0
变化量(mol) 0.2 0.4
40S末(mol) 0.2 0.4
得到b=0.2mol/L;
进行进行到60s到80S时,反应达到平衡状态,c=d=e;
N2O4⇌2NO2
起始量(mol) 0.4 0
变化量(mol) 0.24 0.48
80S末(mol) 0.16 0.48
d=c=e=[0.16mol/2L]=0.08 mol/L
故答案为:0.2;=;
(3)进行到20S;
N2O4⇌2NO2
起始量(mol) 0.4 0
变化量(mol) 0.12 0.24
20S末(mol) 0.28 0.24
20s时,N2O4的浓度=[0.28mol/2L]=0.14mol/L;
0~20s内N2O4的平均反应速率=
0.12mol
2L
20s=0.003mol/(L•s);
故答案为:0.14;0.003mol/(L•s);
(3)N2O4⇌2NO2,平衡常数K=
c2(NO2)
c(N2O4);
80°C平衡状态下,平衡浓度c(NO2)=0.24mol/L,c(N2O4)=0.08mol/L;
平衡常数K=
c2(NO2)
c(N2O4)=
0.242
0.08=0.72mol/L;
故答案为:
c2(NO2)
c(N2O4);0.72;
(5)反应进行至100s后将反应混合物的温度降低,发现气体的颜色变浅,说明反应逆向进行,逆向是放热反应,正向是吸热反应;该反应的K值越大,说明平衡正向进行,是温度降低的原因;
A、平衡正向进行N2O4的转化率越高,故A正确;
B、平衡正向进行NO2的产量越大,故B正确;
C、依据上述计算分析平衡正向进行,N2O4与NO2的浓度之比越小,故C错误;
D、该反应的K值越大,说明平衡正向进行,正反应进行的程度越大,故D正确;
F、反应正向进行是气体体积增大的反应,容器内气体压强越大,故F正确;
故答案为:ABDF.
点评:
本题考点: 化学平衡的计算;化学平衡的影响因素.
考点点评: 本题考查了化学平衡的建立判断,平衡常数的计算应用,平衡移动原理的分析判断,题目难度中等.