Question

【題目】在100 ℃時，將0.40 mol二氧化氮氣體充入一個2 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__________mol·L1·s1。

（2）n3________(填“>”“<”或“=”)n4；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】（1）2.5×103 （2）= 2.8 （3）0.10

（4）60% 57.5 g·mol1 （5）減小 （6）向左移動

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

（2）根據氮原子守恒可知n3=n4。平衡時，N2O4的物質的量為0.08 mol，則NO2的物質的量為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K=≈2.8。

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

（4）平衡時，N2O4為0.08 mol，故轉化率為(0.200.08) mol÷0.20 mol×100%=60%。混合氣體的總物質的量為（0.08+0.24）mol=0.32 mol，平均摩爾質量為=57.5 g·mol1。

（5）氣體顏色加深，說明平衡逆向移動，則平衡常數的值將減小。

（6）He是惰性氣體，不參與反應，但容器體積擴大，壓強減小，平衡會向左移動。