Question

15．NO₂被誉为生命的“信息分子”，在100℃时，将0.100mol的无色N₂O₄气体充入1L恒容抽空的密闭容器中，隔一定时间对该容器内物质的浓度进行分析得到表数据：

时间/s	0	20	40	60	80
c（N2O4）/mol•L-1	0.100	c1	0.050	c3	c4
c（NO2）/mol•L-1	0.000	0.060	c2	0.120	0.120

从表中分析：该温度下，达平衡时N₂O₄的转化率=60%；反应N₂O₄（g）?2NO₂（g）的平衡常数=0.36；升高温度，容器中气体的颜色变深，则反应2NO₂（g）?N₂O₄（g）的△H＜0（填：＞、＜、=）；在上述条件下，60s内N₂O₄的平均反应速率=0.001mol•L^-1•s^-1．

Answer 1

分析 反应的化学方程式为：N₂O₄?2NO₂，由表可知，60s时反应达平衡，平衡时c（NO₂）=0.120mol/L，N₂O₄的起始度为0.1mol/L，则：
                   N₂O₄（g）?2NO₂（g）
起始（mol/L）：0.1         0  
变化（mol/L）：0.06        0.12
平衡（mol/L）：0.04        0.12，
以此计算各物理量．

解答 解：反应的化学方程式为：N₂O₄?2NO₂，由表可知，60s时反应达平衡，平衡时c（NO₂）=0.120mol/L，N₂O₄的起始度为0.1mol/L，则：
                   N₂O₄（g）?2NO₂（g）
起始（mol/L）：0.1         0  
变化（mol/L）：0.06        0.12
平衡（mol/L）：0.04        0.12，
则达平衡时N₂O₄的转化率=$\frac{0.06}{0.1}×100%$=60%，
反应N₂O₄（g）?2NO₂（g）的平衡常数=$\frac{0.1{2}^{2}}{0.04}$=0.36，
升高温度，容器中气体的颜色变深，说明升高温度平衡向生成NO₂的方向移动，则反应2NO₂（g）?N₂O₄（g）的△H＜0，
在上述条件下，60s内N₂O₄的平均反应速率=$\frac{0.06mol/L}{60s}$=0.001 mol•L^-1•s^-1，
故答案为：60%；0.36；＜；0.001 mol•L^-1•s^-1．

点评 本题考查了化学平衡的计算，题目难度较大，试题知识点较多、综合性较强，充分考查了学生的分析、理解能力及化学计算能力，注意掌握化学平衡的影响因素、平衡常数的概念及表达式，明确化学反应速率的计算方法．