Question

20．某溫度時，把1mol N₂O₄氣體通入體積為10L的真空密閉容器中，立即出現(xiàn)紅棕色[因為發(fā)生N₂O₄（無色）?2NO₂（紅棕色）的反應(yīng)]，反應(yīng)進(jìn)行4s時，NO₂的濃度為0.04mol•L^-1，再經(jīng)過一段時間后 反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)，這時容器內(nèi)壓強(qiáng)為開始時的1.8倍，則
（1）前4s以N₂O₄濃度變化表示的平均反應(yīng)速率為0.005mol•L^-1•s^-1
（2）在4s末時容器內(nèi)的壓強(qiáng)是開始時的1.2倍
（3）平衡時容器內(nèi)NO₂的濃度是0.16 mol•L^-1．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)v=$\frac{△c}{△t}$計算二氧化氮的速率，再根據(jù)速率之比=計量數(shù)之比計算四氧化二氮的速率；
（2）根據(jù)n=cV計算4s時NO₂的物質(zhì)的量，結(jié)合方程式計算參加反應(yīng)四氧化二氮的物質(zhì)的量，進(jìn)而計算4s時混合氣體總物質(zhì)的量，恒溫恒容下，氣體壓強(qiáng)之比等于其物質(zhì)的量之比；
（3）恒溫恒容下，氣體壓強(qiáng)之比等于其物質(zhì)的量之比，據(jù)此計算平衡時混合氣體總物質(zhì)的量，根據(jù)方程式利用差量法計算消耗的N₂O₄的物質(zhì)的量，進(jìn)而計算NO₂的平衡濃度．

解答 解：（1）4s時NO₂的濃度為0.04mol/L，則v（NO₂）=$\frac{0.04mol/L}{4s}$=0.01mol•L^-1•s^-1，v（N₂O₄）=$\frac{1}{2}$×0.01mol•L^-1•s^-1=0.005mol•L^-1•s^-1；
故答案為：0.005 mol•L^-1•s^-1　
（2）4s時NO₂的物質(zhì)的量為10L×0.04mol/L=0.4mol，則參加反應(yīng)N₂O₄的物質(zhì)的量為0.4mol×$\frac{1}{2}$=0.2mol，故4s時混合氣體總物質(zhì)的量為（1mol-0.2mol）+0.4mol=1.2mol，恒溫恒容下，氣體壓強(qiáng)之比等于其物質(zhì)的量之比，故4s時容器內(nèi)的壓強(qiáng)為開始時的$\frac{1.2mol}{1mol}$=1.2倍；
故答案為：1.2；  　
（3）恒溫恒容下，氣體壓強(qiáng)之比等于其物質(zhì)的量之比，則平衡時混合氣體總物質(zhì)的量為1mol×1.8=1.8mol，則：
N₂O₄?2NO₂ △n
1mol                  1mol
0.8mol←1.8mol-1mol=0.8mol
則參與反應(yīng)的四氧化二氮為0.8mol，生成的N₂O₄為1.6mol，平衡時容器內(nèi)NO₂的濃度是$\frac{1.6mol}{10L}$=0.16 mol•L^-1；
故答案為：0.16 mol•L^-1．

點(diǎn)評 本題考查化學(xué)反應(yīng)速率計算、化學(xué)平衡有關(guān)計算，基礎(chǔ)性強(qiáng)，難度不大，有利于基礎(chǔ)知識的鞏固．注意計算準(zhǔn)確．