Question

一定温度下，2L密闭容器中充入0.40 mol N₂O₄，发生反应：N₂O₄（g）2NO₂（g），一段时间后达到平衡，测得数据如下：

时间／s	20	40	60	80	100
c（NO2 ）/（mol/L）	0．12	0．20	0．26	0．30	0.30

请回答：

（1）20 s内，v（NO₂）=____________mol·L^-1·s^-1。

（2）升高温度时，气体颜色加深，则正反应是____________（填“放热”或“吸热”）反应。

（3）该温度下反应的化学平衡常数数值为_____________。

（4）相同温度下，若开始时向该容器中充入的是0.20 molN₂O₄和0.40molNO₂，则达到平衡后，c（NO₂）=_____________。

Answer

（1）0.006；（2）吸热；（3）1.8；（4）0.30 mol／L。

【解析】

试题分析：（1）根据化学反应速率的表达式，v(NO2)=0.12/20mol/(L·s)=0.006 mol/(L·s)；（2）N2O4无色，NO2红棕色气体，升高温度，颜色加深，说明平衡向正反应方向进行，根据勒夏特列原理，升高温度，平衡向吸热反应方向进行，即正反应方向是吸热反应；（3）根据化学平衡常数的定义，达到平衡时c(NO2)=0.3mol·L－1，c(N2O4)=(0.4/2－0.3/2)mol·L－1=0.05mol·L－1，K=c2(NO2)/c(N2O4)=1.8mol/(L·s)；（4）充入0.20molN2O4和0.4molNO2，相当于开始充入0.40molN2O4，因此两个平衡属于等效平衡，即达到平衡时c(NO2)=0.30mol·L－1。

考点：考查化学反应速率的计算、勒夏特列原理、化学平衡常数、等效平衡等知识。