Question

氮可形成多種氧化物，如NO、NO₂、N₂O₄等，NO₂和N₂O₄可以相互轉(zhuǎn)化．
（1）對(duì)反應(yīng)N₂O₄（g）?2NO₂（g）△H＞0，在溫度為T₁、T₂時(shí)，平衡體系中NO₂的體積分?jǐn)?shù)隨壓強(qiáng)變化曲線如圖所示．T₁

＜

T₂（填“＞”、“＜”或“=”）；A、C兩點(diǎn)的速率v_A

＜

v_C（同上）．
（2）在100℃時(shí)，將0.400mol的NO₂氣體充入2L抽空的密閉容器中，每隔一定時(shí)間就對(duì)該容器內(nèi)的物質(zhì)進(jìn)行分析，得到如下表數(shù)據(jù)：

時(shí)間（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在上述條件下，從反應(yīng)開(kāi)始直至20s時(shí)，二氧化氮的平均反應(yīng)速率為

0.0025mol?L^-1?s^-1

．
②100℃時(shí)，反應(yīng)2NO₂（g）?N₂O₄（g）的平衡常數(shù)K的值為

2.78

．
③若在相同情況下最初向該容器充入的是N₂O₄氣體，要達(dá)到上述同樣的平衡狀態(tài)，N₂O₄的起始濃度是

0.10

mol/L．
④計(jì)算③中條件下達(dá)到平衡后混合氣體的平均相對(duì)分子質(zhì)量為

57.5

．（結(jié)果保留小數(shù)點(diǎn)后一位）

Answer 1

分析：（1）N₂O₄（g）═2NO₂（g）△H=+57kJ?mol^-1，該反應(yīng)為吸熱反應(yīng)，升高溫度，化學(xué)平衡正向移動(dòng)，NO₂的體積分?jǐn)?shù)增大；增大壓強(qiáng)，化學(xué)平衡逆向移動(dòng)，NO₂的體積分?jǐn)?shù)減小，壓強(qiáng)越大反應(yīng)速率越大；
（2））①根據(jù)公式反應(yīng)速率v=

△c

△t

來(lái)計(jì)算；
②反應(yīng)2NO₂?N₂O₄的平衡常數(shù)K=

[N2O4]

[NO2]2

；
③根據(jù)各組分的濃度變化量之比等于系數(shù)值比來(lái)計(jì)算；
④根據(jù)公式平均分子量=

混合氣體總質(zhì)量

混合氣體總物質(zhì)的量

，結(jié)合平衡時(shí)各組分的量來(lái)計(jì)算．

解答：解：（1）N₂O₄（g）═2NO₂（g）△H=+57kJ?mol^-1，該反應(yīng)為吸熱反應(yīng)，升高溫度，化學(xué)平衡正向移動(dòng)，NO₂的體積分?jǐn)?shù)增大，所以T₁＜T₂；增大壓強(qiáng)，化學(xué)平衡逆向移動(dòng)，NO₂的體積分?jǐn)?shù)減小，所以P₁＜P₂，壓強(qiáng)越大反應(yīng)速率越大，所以v_A＜v_C，
故答案為：＜；＜；
（2）①?gòu)姆磻?yīng)開(kāi)始直至20s時(shí)，四氧化二氮的平均反應(yīng)速率v=

△c

△t

=

0.05mol 2L

20s

=0.00125mol/（L?s），二氧化氮的平均反應(yīng)速率為四氧化二氮的平均反應(yīng)速率的2倍，即為0.0025mol?（L?s）^-1，故答案為：0.0025mol?L^-1?s^-1；
②在60s時(shí)，反應(yīng)已達(dá)平衡狀態(tài)，所以n₃=n₄，當(dāng)四氧化二氮的濃度為

0.08

2

mol/L=0.04mol/L時(shí)，二氧化氮的濃度是：

0.4

2

mol/L-0.04mol/L×2=0.12mol/L，反應(yīng)的平衡常數(shù)K=

0.04

0.12×0.12

=2.78，
故答案為：2.78；
 ③若在相同情況下最初向該容器充入的是N₂O₄氣體，要達(dá)到上述同樣的平衡狀態(tài)，N₂O₄的起始濃度是c，則     
                       N₂O₄ ?2NO₂
起始濃度（mol?L^-1）      c      0
轉(zhuǎn)化濃度（mol?L^-1）   c-0.04    0.12
平衡濃度（mol?L^-1）　    0.04   0.12
所以

c-0.04

0.12

=0.5，解得c=0.10，故答案為：0.10
④根據(jù)題意可知：
                       N₂O₄ ?2NO₂
起始濃度（mol?L^-1）    0.10     0
轉(zhuǎn)化濃度（mol?L^-1）     0.06   0.12
平衡濃度（mol?L^-1）　    0.04   0.12
根據(jù)公式平均分子量=

混合氣體的質(zhì)量

混合氣體的物質(zhì)的量

=

0.04mol×92g/mol+0.12mol×46g/mol

0.04mol+0.12mol

=57.5g/mol，
答：達(dá)到平衡后混合氣體的平均相對(duì)分子質(zhì)量為57.5．

點(diǎn)評(píng)：本題涉及知識(shí)點(diǎn)較多，化學(xué)平衡常數(shù)的計(jì)算、外界條件對(duì)化學(xué)平衡的影響是學(xué)習(xí)重點(diǎn)也是學(xué)習(xí)難點(diǎn)，更是考查熱點(diǎn)，難度較大．