Question

【題目】在100℃時，將0.40 mol二氧化氮氣體充入一個1 L抽空的密閉容器中，發生反應：2NO2N2O4。每隔一段時間就對該容器內的物質進行分析，得到下表數據：

時間/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，從反應開始至20 s時，用NO2表示的平均反應速率為_____________。

（2）該反應的平衡常數K的數值為___________(精確到0.1)。

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

（4）上述（3）達到平衡后N2O4的轉化率為_______，混合氣體的平均摩爾質量為____________。

（5）達到平衡后，如果升高溫度，氣體顏色會變深，則升高溫度后，反應2NO2N2O4的平衡常數將________(填“增大”“減小”或“不變”)。

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

Answer 1

【答案】 5×103mol·L1.S1 1.4 0.20 60% 57.5 g·mol 1 減小 向左移動

【解析】（1）從反應開始直至20s時，生成的四氧化二氮的物質的量為0.05mol，根據反應：2NO2N2O4，消耗的二氧化氮物質的量為：0.1mol，二氧化氮的反應速率為：v（NO2）==0.005molL-1s-1；
（2）根據表中的數據可知，60s時反應達到了平衡狀態，n（N2O4）=0.08mol，n（NO2）=0.4mol-0.08mol×2=0.24mol，二者濃度分別為：c（N2O4）==0.08mol/L，c（NO2）==0.24mol/L，該該反應在該溫度下的平衡常數為：≈1.4；
（3）若在相同情況下，最初向該容器中充入的是四氧化二氮氣體，要達到上述同樣的平衡狀態，說明兩個反應為等效平衡，根據反應方程式，需要四氧化二氮的物質的量為：0.40mol×=0.20mol，c（N2O4）==0.20mol/L；

（4）上述（3）達到平衡后N2O4的物質的量為0.08mol，則變化物質的量為0.20mol-0.08mol=0.12mol，N2O4的轉化率為×100%=60%；平衡狀態時n（N2O4）=0.08mol，n（NO2）=0.24mol，混合氣體的平均摩爾質量為=57.5 g·mol 1 ；

（5）由于升高溫度，氣體顏色會變深，說明化學平衡向著逆向移動，二氧化氮濃度增大，四氧化二氮濃度減小，所以平衡常數減小；
（5）達到平衡后，如向該密閉容器中再充入0.32mol氦氣，稀有氣體不影響各組分的濃度，由于把容器體積擴大為4L，反應體系的壓強減小，平衡向著體積增大的方向移動，即向左移動。