Question

【題目】在100 ℃時(shí)，將0.40 mol二氧化氮?dú)怏w充入一個(gè)2 L抽空的密閉容器中，發(fā)生反應(yīng)：2NO2N2O4。每隔一段時(shí)間就對(duì)該容器內(nèi)的物質(zhì)進(jìn)行分析，得到下表數(shù)據(jù)：

時(shí)間/s	0	20	40	60	80
n(NO2)/mol	0.40	n1	0.26	n3	n4
n(N2O4)/mol	0.00	0.05	n2	0.08	0.08

（1）在上述條件下，從反應(yīng)開(kāi)始至20 s時(shí)，用NO2表示的平均反應(yīng)速率為_(kāi)_________mol·L1·s1。

（2）n3________(填“>”“<”或“=”)n4；該反應(yīng)的平衡常數(shù)K的數(shù)值為_(kāi)__________(精確到0.1)。

（3）若在相同條件下最初向該容器中充入N2O4，要達(dá)到上述平衡狀態(tài)，N2O4的起始濃度是______mol·L1。

（4）上述（3）達(dá)到平衡后N2O4的轉(zhuǎn)化率為_(kāi)______，混合氣體的平均摩爾質(zhì)量為_(kāi)___________。

（5）達(dá)到平衡后，如果升高溫度，氣體顏色會(huì)變深，則升高溫度后，反應(yīng)2NO2N2O4的平衡常數(shù)將________(填“增大”“減小”或“不變”)。

（6）達(dá)到平衡后，如果向該密閉容器中再充入0.32 mol He，并把容器體積擴(kuò)大為4 L，則平衡將________(填“向左移動(dòng)”、“向右移動(dòng)”或“不移動(dòng)”)。

Answer 1

【答案】（1）2.5×103 （2）= 2.8 （3）0.10

（4）60% 57.5 g·mol1 （5）減小 （6）向左移動(dòng)

【解析】（1）根據(jù)氮原子守恒可得，20 s時(shí)NO2的物質(zhì)的量n1=0.40 mol0.05 mol×2=0.30 mol，用NO2表示的平均反應(yīng)速率為(0.40 mol0.30 mol)÷2 L÷20 s=2.5×103 mol·L1·s1。

（2）根據(jù)氮原子守恒可知n3=n4。平衡時(shí)，N2O4的物質(zhì)的量為0.08 mol，則NO2的物質(zhì)的量為0.40 mol 0.08 mol×2=0.24 mol，N2O4、NO2的濃度分別為0.04 mol·L1、0.12 mol·L1，故平衡常數(shù)K=≈2.8。

（3）若在相同條件下最初向該容器中充入N2O4，要達(dá)到同樣的平衡狀態(tài)，N2O4的起始物質(zhì)的量應(yīng)該是 0.20 mol，其濃度為0.10 mol·L1。

（4）平衡時(shí)，N2O4為0.08 mol，故轉(zhuǎn)化率為(0.200.08) mol÷0.20 mol×100%=60%�；旌蠚怏w的總物質(zhì)的量為（0.08+0.24）mol=0.32 mol，平均摩爾質(zhì)量為=57.5 g·mol1。

（5）氣體顏色加深，說(shuō)明平衡逆向移動(dòng)，則平衡常數(shù)的值將減小。

（6）He是惰性氣體，不參與反應(yīng)，但容器體積擴(kuò)大，壓強(qiáng)減小，平衡會(huì)向左移動(dòng)。