Question

在80℃時，將0.4mol的四氧化二氮氣體充入2L已抽空的固定容積的密閉容器中，隔一段時間對該容器內的物質進行分析，得到如下數據：

C（mol/L）         時間（s）	0	20	40	60	80	100
C（N2O4）	0.20	a	0.10	c	d	e
C（NO2）	0.00	0.12	b	0.22	0.22	0.22

反應進行至100s后將反應混合物的溫度降低，發現氣體的顏色變淺．
（1）該反應的化學方程式為

 

．
（2）表中b

 

c（填“＜”、“=”、“＞”）．
（3）20s時，N₂O₄的濃度c=

 

mol/L．
（4）計算平衡時混合氣體的平均相對分子質量（結果保留整數）．

Answer 1

考點：化學平衡建立的過程

專題：化學平衡專題

分析：（1）依據反應條件分析判斷，四氧化二氮反應生成二氧化氮；
（2）結合化學平衡的三段式列式計算分析比較；
（3）化學平衡的三段式列式計算N₂O₄的濃度；
（4）依據80°C平衡狀態下結合三段式列式計算平衡物質的量，結合混合氣體平均摩爾質量=

m

n

．

解答： 解：（1）將0.4mol的四氧化二氮氣體充入2L已抽空的固定容積的密閉容器中，反應的化學方程式為：N₂O₄?2NO₂，
故答案為：N₂O₄?2NO₂；
（2）隔一段時間對該容器內的物質進行分析，得到如下數據：反應進行至100s后將反應混合物的溫度降低，發現氣體的顏色變淺，說明反應逆向進行，逆向是放熱反應，正向是吸熱反應；依據化學平衡三段式列式計算分析判斷；進行到40S和進行到60S時；
              N₂O₄?2NO₂ 
起始量（mol）  0.4    0
變化量（mol） 0.2   0.4
40S末（mol）  0.2    0.4
得到b=0.2mol/L；
進行到60S和進行到60S時；
              N₂O₄?2NO₂ 
起始量（mol）  0.4    0
變化量（mol） 0.22    0.44
60S末（mol）  0.18    0.44
c=0.18 mol/L  
計算比較得到b＞c；
故答案為：＞；
（3）進行到20S；
              N₂O₄?2NO₂ 
起始量（mol）  0.4    0
變化量（mol） 0.12   0.24
20S末（mol）  0.28  0.24
20s時，N₂O₄的濃度=

0.28mol

2L

=0.14mol/L，
故答案為：0.14；
（4）60°C反應達到平衡狀態和80°C是相同的平衡狀態，依據（2）計算得到，平衡濃度c（NO₂）=0.22mol/L，c（N₂O₄）=0.09mol/L；氣體物質的量n（NO₂）=0.44mol，n（N₂O₄）=0.18mol；
平衡時混合氣體的平均相對分子質量=

0.44mol×46g/mol+0.18mol×92g/mol

0.44mol+0.18mol

=59g/mol，
答：混合氣體的平均相對分子質量59；

點評：本題考查了化學平衡的建立判斷，平衡常數的計算應用，平衡移動原理的分析判斷，題目難度中等．