Question

(1)在2L的密闭容器中放入4mol N₂O₅，发生如下反应：2N₂O₅(g)4NO₂(g)+O₂(g)。反应至5min时，测得N₂O₅转化了20%，则v(NO₂)为_________；5min时，N₂O₅在混合气体中的体积分数是____。

(2)某温度时，在一个2L的密闭容器中，X、Y、Z三种物质的物质的量随时间变化的曲线如图所示。根据图中数据填空：

①该反应的化学方程式为______。

②若X、Y、Z均为气体，2min时反应达到平衡，此时体系内压强与开始时的压强之比为____。

③若X、Y、Z均为气体，则达平衡时，容器内混合气体的平均相对分子质量比起始投料时__(填“增大”“减小”或“相等”)。

Answer

0.16 mol·L-1·min-1 61.5% 3X+Y2Z 9∶10 增大

【解析】

本题主要考察化学平衡。

(1) N2O5转化了20%，则Δn(N2O5)=4mol×20%=0.8mol，体系中各组分的物质的量如下表所示（单位：mol）：

2N2O5

4NO2

O2(g)

2

4

1

起

4

0

0

转

0.8

1.6

0.4

平

3.2

1.6

0.4

Δn(NO2)=1.6mol，v(NO2)== 0.16 mol·L-1·min-1；根据阿伏伽德罗定律可得：N2O5在混合气体中的体积分数是=61.5%；

(2)①反应中，X、Y的物质的量减小，Z的物质的量增多，则X、Y为反应物，Z为生成物；0-2min内，Δn(X)=0.3mol，Δn(Y)=0.1mol，Δn(Z)=0.2mol，且2min后各组分的物质的量不再改变；所以，该反应的化学方程式为3X+Y2Z；

②根据理想气体状态方程:PV=nRT，2min时体系压强与开始时的压强之比等于两个时间的气体的总物质的量之比，该比例为（0.9+0.7+0.2）：（1.0+1.0）=1.8：2=9：10；

③该反应的化学方程式为3X+Y2Z，反应从正反应开始，则体系的总物质的量减小，由于体系中各组分都是气体，则体系的总质量不变，混合气体的平均相对分子质量增大。