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：2NO2N2O4。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】（1）2.5×103 （2）= 2.8 （3）0.10

（4）60% 57.5 g·mol1 （5）减小 （6）向左移动

【解析】（1）根据氮原子守恒可得，20 s时NO2的物质的量n1=0.40 mol0.05 mol×2=0.30 mol，用NO2表示的平均反应速率为(0.40 mol0.30 mol)÷2 L÷20 s=2.5×103 mol·L1·s1。

（2）根据氮原子守恒可知n3=n4。平衡时，N2O4的物质的量为0.08 mol，则NO2的物质的量为0.40 mol 0.08 mol×2=0.24 mol，N2O4、NO2的浓度分别为0.04 mol·L1、0.12 mol·L1，故平衡常数K=≈2.8。

（3）若在相同条件下最初向该容器中充入N2O4，要达到同样的平衡状态，N2O4的起始物质的量应该是 0.20 mol，其浓度为0.10 mol·L1。

（4）平衡时，N2O4为0.08 mol，故转化率为(0.200.08) mol÷0.20 mol×100%=60%。混合气体的总物质的量为（0.08+0.24）mol=0.32 mol，平均摩尔质量为=57.5 g·mol1。

（5）气体颜色加深，说明平衡逆向移动，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，平衡会向左移动。