题目内容

在80℃时,将0.4mol的四氧化二氮气体充入2L已抽空的固定容积的密闭容器中,隔一段时间对该容器内的物质进行分析,得到如下数据:
C(mol/L)         时间(s) 0 20 40 60 80 100
C(N2O4)0.20a0.10cde
C(NO2)0.000.12b0.220.220.22
反应进行至100s后将反应混合物的温度降低,发现气体的颜色变浅.
(1)该反应的化学方程式为
 
.
(2)表中b
 
c(填“<”、“=”、“>”).
(3)20s时,N2O4的浓度c=
 
mol/L.
(4)计算平衡时混合气体的平均相对分子质量(结果保留整数).
考点:化学平衡建立的过程
专题:化学平衡专题
分析:(1)依据反应条件分析判断,四氧化二氮反应生成二氧化氮;
(2)结合化学平衡的三段式列式计算分析比较;
(3)化学平衡的三段式列式计算N2O4的浓度;
(4)依据80°C平衡状态下结合三段式列式计算平衡物质的量,结合混合气体平均摩尔质量=
m
n
.
解答: 解:(1)将0.4mol的四氧化二氮气体充入2L已抽空的固定容积的密闭容器中,反应的化学方程式为:N2O4?2NO2,
故答案为:N2O4?2NO2;
(2)隔一段时间对该容器内的物质进行分析,得到如下数据:反应进行至100s后将反应混合物的温度降低,发现气体的颜色变浅,说明反应逆向进行,逆向是放热反应,正向是吸热反应;依据化学平衡三段式列式计算分析判断;进行到40S和进行到60S时;
              N2O4?2NO2 
起始量(mol)  0.4    0
变化量(mol) 0.2   0.4
40S末(mol)  0.2    0.4
得到b=0.2mol/L;
进行到60S和进行到60S时;
              N2O4?2NO2 
起始量(mol)  0.4    0
变化量(mol) 0.22    0.44
60S末(mol)  0.18    0.44
c=0.18 mol/L  
计算比较得到b>c;
故答案为:>;
(3)进行到20S;
              N2O4?2NO2 
起始量(mol)  0.4    0
变化量(mol) 0.12   0.24
20S末(mol)  0.28  0.24
20s时,N2O4的浓度=
0.28mol
2L
=0.14mol/L,
故答案为:0.14;
(4)60°C反应达到平衡状态和80°C是相同的平衡状态,依据(2)计算得到,平衡浓度c(NO2)=0.22mol/L,c(N2O4)=0.09mol/L;气体物质的量n(NO2)=0.44mol,n(N2O4)=0.18mol;
平衡时混合气体的平均相对分子质量=
0.44mol×46g/mol+0.18mol×92g/mol
0.44mol+0.18mol
=59g/mol,
答:混合气体的平均相对分子质量59;
点评:本题考查了化学平衡的建立判断,平衡常数的计算应用,平衡移动原理的分析判断,题目难度中等.
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