Question

在80℃時(shí)，將0.4mol的四氧化二氮?dú)怏w充入2L已抽空的固定容積的密閉容器中，隔一段時(shí)間對該容器內(nèi)的物質(zhì)進(jìn)行分析，得到如下數(shù)據(jù)：

C（mol/L）         時(shí)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(yīng)進(jìn)行至100s后將反應(yīng)混合物的溫度降低，發(fā)現(xiàn)氣體的顏色變淺．
（1）該反應(yīng)的化學(xué)方程式為

 

．
（2）表中b

 

c（填“＜”、“=”、“＞”）．
（3）20s時(shí)，N₂O₄的濃度c=

 

mol/L．
（4）計(jì)算平衡時(shí)混合氣體的平均相對分子質(zhì)量（結(jié)果保留整數(shù)）．

Answer 1

考點(diǎn)：化學(xué)平衡建立的過程

專題：化學(xué)平衡專題

分析：（1）依據(jù)反應(yīng)條件分析判斷，四氧化二氮反應(yīng)生成二氧化氮；
（2）結(jié)合化學(xué)平衡的三段式列式計(jì)算分析比較；
（3）化學(xué)平衡的三段式列式計(jì)算N₂O₄的濃度；
（4）依據(jù)80°C平衡狀態(tài)下結(jié)合三段式列式計(jì)算平衡物質(zhì)的量，結(jié)合混合氣體平均摩爾質(zhì)量=

m

n

．

解答： 解：（1）將0.4mol的四氧化二氮?dú)怏w充入2L已抽空的固定容積的密閉容器中，反應(yīng)的化學(xué)方程式為：N₂O₄?2NO₂，
故答案為：N₂O₄?2NO₂；
（2）隔一段時(shí)間對該容器內(nèi)的物質(zhì)進(jìn)行分析，得到如下數(shù)據(jù)：反應(yīng)進(jìn)行至100s后將反應(yīng)混合物的溫度降低，發(fā)現(xiàn)氣體的顏色變淺，說明反應(yīng)逆向進(jìn)行，逆向是放熱反應(yīng)，正向是吸熱反應(yīng)；依據(jù)化學(xué)平衡三段式列式計(jì)算分析判斷；進(jìn)行到40S和進(jìn)行到60S時(shí)；
              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(jìn)行到60S和進(jìn)行到60S時(shí)；
              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(jì)算比較得到b＞c；
故答案為：＞；
（3）進(jìn)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(shí)，N₂O₄的濃度=

0.28mol

2L

=0.14mol/L，
故答案為：0.14；
（4）60°C反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)和80°C是相同的平衡狀態(tài)，依據(jù)（2）計(jì)算得到，平衡濃度c（NO₂）=0.22mol/L，c（N₂O₄）=0.09mol/L；氣體物質(zhì)的量n（NO₂）=0.44mol，n（N₂O₄）=0.18mol；
平衡時(shí)混合氣體的平均相對分子質(zhì)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(zhì)量59；

點(diǎn)評(píng)：本題考查了化學(xué)平衡的建立判斷，平衡常數(shù)的計(jì)算應(yīng)用，平衡移動(dòng)原理的分析判斷，題目難度中等．