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【题目】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

2n3________(“>”“<”“=”)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_______________(增大”“减小不变”)

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”“向右移动不移动)。

【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,60s80s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-10.12mol·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;

6He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,60s80s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-10.12mol·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;

6He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。

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