Question

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

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

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

Answer 1

分析 （1）根據(jù)v=$\frac{△c}{△t}$計算出20s內(nèi)用二氧化氮表示的平均反應速率v（NO₂）；
（2）只有二氧化氮有色氣體，N₂O₄為無色，升溫后平衡向著生成二氧化氮的方向移動，結(jié)合溫度對化學平衡的影響分析；
（3）根據(jù)表中數(shù)據(jù)可知80s開始已經(jīng)達到平衡狀態(tài)，利用三段式列式計算出平衡時二者的濃度，然后利用平衡常數(shù)的表達式K=$\frac{{c}^{2}（N{O}_{2}）}{c（{N}_{2}{O}_{4}）}$計算；
（4）相同溫度下，若開始時向該容器中充入的是0.20molN₂O₄和0.40molNO₂，相當于加入了0.40mol N₂O₄，兩個平衡互為等效平衡，則兩個反應達到平衡時中二氧化氮的濃度相等．

解答 解：（1）20s時NO₂的濃度為0.12mol/L，則20s內(nèi)用二氧化氮表示的平均反應速率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，氣體顏色加深，說明升溫后平衡向著正向移動，則正反應為吸熱反應，
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)達到平衡狀態(tài)，初始時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，若開始時向該容器中充入的是0.20molN₂O₄和0.40molNO₂，相當于加入了0.40mol N₂O₄，與原平衡互為等效平衡，所以達到平衡時二氧化氮濃度與原平衡時二氧化氮的濃度相等，都是0.30mol/L，
故答案為：0.30 mol/L．

點評 本題考查了化學平衡的計算，題目難度中等，涉及化學反應速計算、反應熱判斷、化學平衡常數(shù)的計算、等效平衡等知識，明確三段式在化學平衡計算中的應用方法為解答關(guān)鍵，注意掌握相關(guān)概念及表達式，試題培養(yǎng)了學生的化學計算能力．