Question

【题目】在100℃时，将0.40 mol二氧化氮气体充入一个2 L抽空的密闭容器中，发生反应：2NO2 N2O4。每隔一段时间就对该容器内的物质进行分析，得到下表数据：

时间/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）在上述条件下，从反应开始至20 s时，用NO2表示的平均反应速率为__________mol·L1·s1。

（2）n3________(填“>”“<”或“=”)n4；该反应的平衡常数K的数值为___________(精确到0.1)。

（3）若在相同条件下最初向该容器中充入N2O4，要达到上述平衡状态，N2O4的起始浓度是______mol·L1。

（4）上述（3）达到平衡后N2O4的转化率为______________，混合气体的平均摩尔质量为______________。

（5）达到平衡后，如果升高温度，气体颜色会变深，则升高温度后，反应2NO2N2O4的平衡常数将_______________(填“增大”“减小”或“不变”)。

（6）达到平衡后，如果向该密闭容器中再充入0.32 mol He，并把容器体积扩大为4 L，则平衡将______________（填“向左移动”“向右移动”或“不移动”）。

Answer 1

【答案】2.5×103 = 2.8 0.10 60% 57.5 g·mol1 减小 向左移动

【解析】

（1）根据方程式可知，20s时二氧化氮的变化量△n=0.05mol×2=0.1mol，根据计算二氧化氮表示的平均反应速率；

（2）根据表格中数据知，60s、80s时四氧化二氮的物质的量均为0.08mol，则反应达到平衡状态；平衡时，则二氧化氮的物质的量为0.40mol-0.08mol×2=0.24mol，四氧化二氮、二氧化氮的浓度分别为0.04mol·L-1、0.12mol·L-1，进而计算平衡常数；

（3）若在相同条件下最初向该容器中充入四氧化二氮气体，要达到上述平衡状态，则该平衡状态与原平衡状态为完全等效平衡，则四氧化二氮的起始物质的量应该是0.20mol；

（4）该平衡状态与原平衡状态为完全等效平衡，平衡时，四氧化二氮的物质的量为0.08mol，二氧化氮的物质的量为0.24mol；

（5）升高温度，气体颜色会变深，说明升高温度平衡逆向移动，则平衡常数的值将减小；

（6）He是惰性气体，不参与反应，但容器体积扩大，压强减小，平衡将向气体体积减小的方向移动。

（1）根据方程式可知，20s时二氧化氮的变化量△n=0.05mol×2=0.1mol，用二氧化氮表示的平均反应速率为；

故答案为：2.5×103；

（2）根据表格中数据知，60s、80s时四氧化二氮的物质的量均为0.08mol，则反应达到平衡状态，则二氧化氮的物质的量也保持不变，n3=n4；平衡时，则二氧化氮的物质的量为0.40mol-0.08mol×2=0.24mol，四氧化二氮、二氧化氮的浓度分别为0.04mol·L-1、0.12mol·L-1，故平衡常数；

故答案为：=；2.8；

（3）若在相同条件下最初向该容器中充入四氧化二氮气体，要达到上述平衡状态，则该平衡状态与原平衡状态为完全等效平衡，则四氧化二氮的起始物质的量应该是0.20mol，其；

故答案为：0.10；

（4）该平衡状态与原平衡状态为完全等效平衡，平衡时，四氧化二氮的物质的量为0.08mol，二氧化氮的物质的量为0.24mol，故转化率；混合气体的总物质的量为(0.80+0.24)mol=0.32mol，平均摩尔质量为；

故答案为：60%；57.5 g·mol1；

（5）升高温度，气体颜色会变深，说明升高温度平衡逆向移动，则平衡常数的值将减小；

故答案为：减小；

（6）He是惰性气体，不参与反应，但容器体积扩大，压强减小，平衡将向气体体积减小的方向移动，即向左移动；

故答案为：向左移动。