Question

(创新预测题)(1)在100 ℃恒温条件下将0.100 mol的N₂O₄充入体积为1 L的真空密闭容器中，发生反应：N₂O₄(g)2NO₂(g)　ΔH＞0。隔一定时间对该容器内的物质进行分析，得到如下数据：

t/s c/(mol·L－1)	0	20	40	60	80	100
c(N2O4)/(mol·L－1)	0.100	a	0.5b	0.4b
c(NO2)/(mol·L－1)	0	0.060	b	c1	c2	c3

 
请回答下列问题：
①表中a＝______，在0～20 s内N₂O₄的平均反应速率为_______mol·(L·s)^－1。
②已知100 ℃时该反应的平衡常数为0.36，则表中b、c₁、c₂的大小关系为________，c₃＝________mol·L^－1，达到平衡时N₂O₄的转化率为_________________。
(2)室温下，把SiO₂细粉放入蒸馏水中，不断搅拌，能形成H₄SiO₄溶液，反应原理如下：
SiO₂(s)＋2H₂O(l)H₄SiO₄(aq)　ΔH
①写出该反应的化学平衡常数K的表达式：________________________________。
②实际上，在地球的深处，由于压强很大，固体、液体都会受到影响。在一定温度下，在10 000 m以下的地球深处，上述反应的方向是________(填“正方向”、“逆方向”或“不移动”)，理由是______________________________________。

Answer 1

(1)①0.070　1.5×10^－3　②b＜c₁＝c₂(或c₁＝c₂＞b)　0.120　60%　(2)①K＝c(H₄SiO₄)　②正方向　由于固体、液体都会受到大气压强的影响，故此时K的表达式应为K＝，增大压强时，平衡向正反应方向移动

(1)根据表中数据和反应方程式可得(0.100－a)∶0.060＝1∶2，解得a＝0.070；由(0.100－0.5b)∶b＝1∶2，解得b＝0.100；由(0.100－0.4b)∶c₁＝1∶2，解得c₁＝0.120，此时＝0.36，即第60 s时反应已达平衡状态。
(2)①由于情境陌生，在书写化学平衡常数K的表达式时容易把水和二氧化硅写上。仔细审题会发现二氧化硅是固体，由于H₄SiO₄溶液的浓度很小，水的浓度可看成常数，故K＝c(H₄SiO₄)。
②压强增大，分析平衡移动的方向，注意在压强很大的条件下，此时压强对固体、液体的影响不能忽略不计。