Question

20．某温度时，把1mol N₂O₄气体通入体积为10L的真空密闭容器中，立即出现红棕色[因为发生N₂O₄（无色）?2NO₂（红棕色）的反应]，反应进行4s时，NO₂的浓度为0.04mol•L^-1，再经过一段时间后 反应达到平衡状态，这时容器内压强为开始时的1.8倍，则
（1）前4s以N₂O₄浓度变化表示的平均反应速率为0.005mol•L^-1•s^-1
（2）在4s末时容器内的压强是开始时的1.2倍
（3）平衡时容器内NO₂的浓度是0.16 mol•L^-1．

Answer 1

分析 （1）根据v=$\frac{△c}{△t}$计算二氧化氮的速率，再根据速率之比=计量数之比计算四氧化二氮的速率；
（2）根据n=cV计算4s时NO₂的物质的量，结合方程式计算参加反应四氧化二氮的物质的量，进而计算4s时混合气体总物质的量，恒温恒容下，气体压强之比等于其物质的量之比；
（3）恒温恒容下，气体压强之比等于其物质的量之比，据此计算平衡时混合气体总物质的量，根据方程式利用差量法计算消耗的N₂O₄的物质的量，进而计算NO₂的平衡浓度．

解答 解：（1）4s时NO₂的浓度为0.04mol/L，则v（NO₂）=$\frac{0.04mol/L}{4s}$=0.01mol•L^-1•s^-1，v（N₂O₄）=$\frac{1}{2}$×0.01mol•L^-1•s^-1=0.005mol•L^-1•s^-1；
故答案为：0.005 mol•L^-1•s^-1　
（2）4s时NO₂的物质的量为10L×0.04mol/L=0.4mol，则参加反应N₂O₄的物质的量为0.4mol×$\frac{1}{2}$=0.2mol，故4s时混合气体总物质的量为（1mol-0.2mol）+0.4mol=1.2mol，恒温恒容下，气体压强之比等于其物质的量之比，故4s时容器内的压强为开始时的$\frac{1.2mol}{1mol}$=1.2倍；
故答案为：1.2；  　
（3）恒温恒容下，气体压强之比等于其物质的量之比，则平衡时混合气体总物质的量为1mol×1.8=1.8mol，则：
N₂O₄?2NO₂ △n
1mol                  1mol
0.8mol←1.8mol-1mol=0.8mol
则参与反应的四氧化二氮为0.8mol，生成的N₂O₄为1.6mol，平衡时容器内NO₂的浓度是$\frac{1.6mol}{10L}$=0.16 mol•L^-1；
故答案为：0.16 mol•L^-1．

点评 本题考查化学反应速率计算、化学平衡有关计算，基础性强，难度不大，有利于基础知识的巩固．注意计算准确．