Question

氮可形成多種氧化物，如NO、NO₂、N₂O₄等．
（1）對(duì)反應(yīng)N₂O₄（g）2NO₂（g），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．下列說(shuō)法正確的是

D

A．A，C兩點(diǎn)的反應(yīng)速率：A＞C
B．B，C兩點(diǎn)的氣體的平均相對(duì)分子質(zhì)量：B＜C
C．A，C兩點(diǎn)氣體的顏色：A深，C淺
D．由狀態(tài)B到狀態(tài)A，可以用加熱的方法
（2）在100℃時(shí)，將0.40mol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)開始直至20s時(shí)，二氧化氮的平均反應(yīng)速率為

0.0025

mol?（L?s）^-1．
②n₃

=

n₄（填“＞”、“＜”或“=”），該反應(yīng)的平衡常數(shù)K的值為

2.8

，升高溫度后，反應(yīng)2NO₂N₂O₄的平衡常數(shù)K將

減小

（填“增大”、“減小”或“不變”）．
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^-1．
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)量為多少．（結(jié)果保留小數(shù)點(diǎn)后一位）

Answer 1

分析：（1）A、壓強(qiáng)越大反應(yīng)速率越快；
B、根據(jù)B，C兩點(diǎn)平衡體系中NO₂的體積分?jǐn)?shù)相等來(lái)判斷；
C、壓強(qiáng)增大，平衡體系向著氣體體積減小的方向進(jìn)行；
D、溫度升高，平衡體系向著吸熱的方向進(jìn)行．
（2）①根據(jù)公式反應(yīng)速率v=

△c

t

來(lái)計(jì)算；
②化學(xué)平衡狀態(tài)時(shí)，各組分的濃度不再隨時(shí)間的改變而改變；反應(yīng)2NO₂N₂O₄的平衡常數(shù)K=

[N2O4]

[NO2]2

，溫度升高，平衡體系向著吸熱的方向進(jìn)行，判斷K的變化情況；
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=

所有氣體總質(zhì)量

所有氣體總物質(zhì)的量

，結(jié)合平衡時(shí)各組分的量來(lái)計(jì)算．

解答：解：（1）A、壓強(qiáng)越大反應(yīng)速率越快，所以反應(yīng)速率：A＜C，故A錯(cuò)誤；
B、B，C兩點(diǎn)平衡體系中NO₂的體積分?jǐn)?shù)相等，氣體的平均相對(duì)分子質(zhì)量：B=C，故B錯(cuò)誤；
C、溫度不變，從A到C，壓強(qiáng)增大，體積減小，平衡體系中NO₂的體積分?jǐn)?shù)減小，所以平衡左移，氣體顏色變淺，就是淺了也比開始的A深，即C比A深，故C錯(cuò)誤；
D、壓強(qiáng)不變，從T₁到T₂，平衡體系中NO₂的體積分?jǐn)?shù)增大，所以平衡右移，T₁＜T₂，即反應(yīng)是吸熱反應(yīng)，從B到狀態(tài)A，壓強(qiáng)不變，溫度升高，可以用加熱的方法，故D正確．
故選D；
（2）①?gòu)姆磻?yīng)開始直至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：0.0025；
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

0.08mol

2L

=0.04mol/L時(shí)，二氧化氮的濃度是：

0.4mol

2L

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

[N2O4]

[NO2]2

=

0.04

0.122

≈2.8，反應(yīng)2NO₂N₂O₄是放熱反應(yīng)，升高溫度，平衡左移，所以K減小，故答案為：=；2.8；減��；
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

=

1

2

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=

所有氣體總質(zhì)量

所有氣體總物質(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)：本題是一道化學(xué)平衡的綜合題，考查角度廣，難度大．