Question

19．一定溫度下，2L密閉容器中充入0.40mol N₂O₄，發(fā)生反應(yīng)：N₂O₄（g）?2NO₂（g），一段時(shí)間后達(dá)到平衡，測(cè)得數(shù)據(jù)如下：

時(shí)間/s	20	40	60	80	100
c（NO2 ）/（mol/L）	0.12	0.20	0.26	0.30	0.30

請(qǐng)回答：
（1）20s內(nèi)，v（NO₂）=0.006mol•L^-1•s^-1．
（2）升高溫度時(shí)，氣體顏色加深，則正反應(yīng)是吸熱（填“放熱”或“吸熱”）反應(yīng)．
（3）該溫度下反應(yīng)的化學(xué)平衡常數(shù)數(shù)值為1.8．
（4）相同溫度下，若開始時(shí)向該容器中充入的是0.20molN₂O₄和0.40molNO₂，則達(dá)到平衡后，c（NO₂）=0.30mol/L．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)v=$\frac{△c}{△t}$計(jì)算出20s內(nèi)用二氧化氮表示的平均反應(yīng)速率v（NO₂）；
（2）只有二氧化氮有色氣體，N₂O₄為無(wú)色，升溫后平衡向著生成二氧化氮的方向移動(dòng)，結(jié)合溫度對(duì)化學(xué)平衡的影響分析；
（3）根據(jù)表中數(shù)據(jù)可知80s開始已經(jīng)達(dá)到平衡狀態(tài)，利用三段式列式計(jì)算出平衡時(shí)二者的濃度，然后利用平衡常數(shù)的表達(dá)式K=$\frac{{c}^{2}（N{O}_{2}）}{c（{N}_{2}{O}_{4}）}$計(jì)算；
（4）相同溫度下，若開始時(shí)向該容器中充入的是0.20molN₂O₄和0.40molNO₂，相當(dāng)于加入了0.40mol N₂O₄，兩個(gè)平衡互為等效平衡，則兩個(gè)反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí)中二氧化氮的濃度相等．

解答 解：（1）20s時(shí)NO₂的濃度為0.12mol/L，則20s內(nèi)用二氧化氮表示的平均反應(yīng)速率v（NO₂）=$\frac{0.12mol/L}{20s}$=0.006mol•L^-1•s^-1，
故答案為：0.006；
（2）升高溫度時(shí)，氣體顏色加深，說明升溫后平衡向著正向移動(dòng)，則正反應(yīng)為吸熱反應(yīng)，
故答案為：吸熱；
（3）根據(jù)表中數(shù)據(jù)可知，80s后二氧化氮的濃度不再變化，則80s開始已經(jīng)達(dá)到平衡狀態(tài)，初始時(shí)N₂O₄的濃度為：c（N₂O₄）=$\frac{0.40mol}{2L}$=0.20mol/L，
        N₂O₄（g）?2NO₂（g）
開始0.20mol/L         0
轉(zhuǎn)化 0.15mol/L    0.30mol/L
平衡 0.05mol/L    0.3mol/L          
該反應(yīng)在該溫度下的平衡常數(shù)K=$\frac{{c}^{2}（N{O}_{2}）}{c（{N}_{2}{O}_{4}）}$=$\frac{0.3{0}^{2}}{0.05}$=1.8，
故答案為：1.8；
（4）容器容積不變，在相同溫度下，若開始時(shí)向該容器中充入的是0.20molN₂O₄和0.40molNO₂，相當(dāng)于加入了0.40mol N₂O₄，與原平衡互為等效平衡，所以達(dá)到平衡時(shí)二氧化氮濃度與原平衡時(shí)二氧化氮的濃度相等，都是0.30mol/L，
故答案為：0.30 mol/L．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了化學(xué)平衡的計(jì)算，題目難度中等，涉及化學(xué)反應(yīng)速計(jì)算、反應(yīng)熱判斷、化學(xué)平衡常數(shù)的計(jì)算、等效平衡等知識(shí)，明確三段式在化學(xué)平衡計(jì)算中的應(yīng)用方法為解答關(guān)鍵，注意掌握相關(guān)概念及表達(dá)式，試題培養(yǎng)了學(xué)生的化學(xué)計(jì)算能力．