Question

氮可形成多種氧化物，如NO、NO₂、N₂O₄等，NO₂和N₂O₄可以相互轉(zhuǎn)化．
（1）對反應(yīng)N₂O₄（g）?2NO₂（g）△H＞0，在溫度為T₁、T₂時，平衡體系中NO₂的體積分?jǐn)?shù)隨壓強變化曲線如圖所示．T₁

＜

T₂（填“＞”、“＜”或“=”）；A、C兩點的速率v_A

＜

v_C（同上）．
（2）在100℃時，將0.400mol的NO₂氣體充入2L抽空的密閉容器中，每隔一定時間就對該容器內(nèi)的物質(zhì)進行分析，得到如下表數(shù)據(jù)：

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(yīng)開始直至20s時，二氧化氮的平均反應(yīng)速率為

0.0025mol?L^-1?s^-1

．
②100℃時，反應(yīng)2NO₂（g）?N₂O₄（g）的平衡常數(shù)K的值為

2.78

．
③若在相同情況下最初向該容器充入的是N₂O₄氣體，要達到上述同樣的平衡狀態(tài)，N₂O₄的起始濃度是

0.10

mol/L．
④計算③中條件下達到平衡后混合氣體的平均相對分子質(zhì)量為

57.5

．（結(jié)果保留小數(shù)點后一位）

Answer 1

分析：（1）N₂O₄（g）═2NO₂（g）△H=+57kJ?mol^-1，該反應(yīng)為吸熱反應(yīng)，升高溫度，化學(xué)平衡正向移動，NO₂的體積分?jǐn)?shù)增大；增大壓強，化學(xué)平衡逆向移動，NO₂的體積分?jǐn)?shù)減小，壓強越大反應(yīng)速率越大；
（2））①根據(jù)公式反應(yīng)速率v=

△c

△t

來計算；
②反應(yīng)2NO₂?N₂O₄的平衡常數(shù)K=

[N2O4]

[NO2]2

；
③根據(jù)各組分的濃度變化量之比等于系數(shù)值比來計算；
④根據(jù)公式平均分子量=

混合氣體總質(zhì)量

混合氣體總物質(zhì)的量

，結(jié)合平衡時各組分的量來計算．

解答：解：（1）N₂O₄（g）═2NO₂（g）△H=+57kJ?mol^-1，該反應(yīng)為吸熱反應(yīng)，升高溫度，化學(xué)平衡正向移動，NO₂的體積分?jǐn)?shù)增大，所以T₁＜T₂；增大壓強，化學(xué)平衡逆向移動，NO₂的體積分?jǐn)?shù)減小，所以P₁＜P₂，壓強越大反應(yīng)速率越大，所以v_A＜v_C，
故答案為：＜；＜；
（2）①從反應(yīng)開始直至20s時，四氧化二氮的平均反應(yīng)速率v=

△c

△t

=

0.05mol 2L

20s

=0.00125mol/（L?s），二氧化氮的平均反應(yīng)速率為四氧化二氮的平均反應(yīng)速率的2倍，即為0.0025mol?（L?s）^-1，故答案為：0.0025mol?L^-1?s^-1；
②在60s時，反應(yīng)已達平衡狀態(tài)，所以n₃=n₄，當(dāng)四氧化二氮的濃度為

0.08

2

mol/L=0.04mol/L時，二氧化氮的濃度是：

0.4

2

mol/L-0.04mol/L×2=0.12mol/L，反應(yīng)的平衡常數(shù)K=

0.04

0.12×0.12

=2.78，
故答案為：2.78；
 ③若在相同情況下最初向該容器充入的是N₂O₄氣體，要達到上述同樣的平衡狀態(tài)，N₂O₄的起始濃度是c，則     
                       N₂O₄ ?2NO₂
起始濃度（mol?L^-1）      c      0
轉(zhuǎn)化濃度（mol?L^-1）   c-0.04    0.12
平衡濃度（mol?L^-1）　    0.04   0.12
所以

c-0.04

0.12

=0.5，解得c=0.10，故答案為：0.10
④根據(jù)題意可知：
                       N₂O₄ ?2NO₂
起始濃度（mol?L^-1）    0.10     0
轉(zhuǎn)化濃度（mol?L^-1）     0.06   0.12
平衡濃度（mol?L^-1）　    0.04   0.12
根據(jù)公式平均分子量=

混合氣體的質(zhì)量

混合氣體的物質(zhì)的量

=

0.04mol×92g/mol+0.12mol×46g/mol

0.04mol+0.12mol

=57.5g/mol，
答：達到平衡后混合氣體的平均相對分子質(zhì)量為57.5．

點評：本題涉及知識點較多，化學(xué)平衡常數(shù)的計算、外界條件對化學(xué)平衡的影響是學(xué)習(xí)重點也是學(xué)習(xí)難點，更是考查熱點，難度較大．