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：2NO2 N2O4。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】2.5×103 = 2.8 0.10 60% 57.5 g·mol1 減小 向左移動

【解析】

（1）根據方程式可知，20s時二氧化氮的變化量△n=0.05mol×2=0.1mol，根據計算二氧化氮表示的平均反應速率；

（2）根據表格中數據知，60s、80s時四氧化二氮的物質的量均為0.08mol，則反應達到平衡狀態；平衡時，則二氧化氮的物質的量為0.40mol-0.08mol×2=0.24mol，四氧化二氮、二氧化氮的濃度分別為0.04mol·L-1、0.12mol·L-1，進而計算平衡常數；

（3）若在相同條件下最初向該容器中充入四氧化二氮氣體，要達到上述平衡狀態，則該平衡狀態與原平衡狀態為完全等效平衡，則四氧化二氮的起始物質的量應該是0.20mol；

（4）該平衡狀態與原平衡狀態為完全等效平衡，平衡時，四氧化二氮的物質的量為0.08mol，二氧化氮的物質的量為0.24mol；

（5）升高溫度，氣體顏色會變深，說明升高溫度平衡逆向移動，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，平衡將向氣體體積減小的方向移動。

（1）根據方程式可知，20s時二氧化氮的變化量△n=0.05mol×2=0.1mol，用二氧化氮表示的平均反應速率為；

故答案為：2.5×103；

（2）根據表格中數據知，60s、80s時四氧化二氮的物質的量均為0.08mol，則反應達到平衡狀態，則二氧化氮的物質的量也保持不變，n3=n4；平衡時，則二氧化氮的物質的量為0.40mol-0.08mol×2=0.24mol，四氧化二氮、二氧化氮的濃度分別為0.04mol·L-1、0.12mol·L-1，故平衡常數；

故答案為：=；2.8；

（3）若在相同條件下最初向該容器中充入四氧化二氮氣體，要達到上述平衡狀態，則該平衡狀態與原平衡狀態為完全等效平衡，則四氧化二氮的起始物質的量應該是0.20mol，其；

故答案為：0.10；

（4）該平衡狀態與原平衡狀態為完全等效平衡，平衡時，四氧化二氮的物質的量為0.08mol，二氧化氮的物質的量為0.24mol，故轉化率；混合氣體的總物質的量為(0.80+0.24)mol=0.32mol，平均摩爾質量為；

故答案為：60%；57.5 g·mol1；

（5）升高溫度，氣體顏色會變深，說明升高溫度平衡逆向移動，則平衡常數的值將減小；

故答案為：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，平衡將向氣體體積減小的方向移動，即向左移動；

故答案為：向左移動。