Question

在80℃时，将0.4mol的四氧化二氮气体充入2L已抽空的固定容积的密闭容器中，隔一段时间对该容器内的物质进行分析，得到如下数据：

反应进行至100 s后将反应混合物的温度降低，发现气体的颜色变浅。

（1）该反应的化学方程式为___________，表中b_________c(填“<”、“=”或“>”)。

（2）0～20s内N₂O₄的平均反应速率为_______________。

（3）该反应的平衡常数表达式K=_________，在80℃时该反应的平衡常数K值为________(保留2位小数)。

Answer

(共10分，每空2分)（1）N2O4(g)2NO2(g)；>；

（2）0.003mol/(L·s)；（3）c2(NO2)/c(N2O4) ；0.54

【解析】

试题分析：（1）N2O4会发生分解反应产生NO2，当反应进行到一定程度后，反应混合物中各成分的浓度就不再发生变化，达到平衡状态，用化学方程式表示为N2O4(g)2NO2(g)；（2）反应进行至100 s后将反应混合物的温度降低，发现气体的颜色变浅，说明在100 s前反应没有达到平衡状态，则根据反应方程式可知从反应开始至40s时N2O4浓度减小0.10mol/L，则根据物质反应的浓度变化关系可知会产生0.20mol/L的NO2，反应从40s到60s，NO2浓度增加0.02mol/L，则c(N2O4)减小0.01mol/L，所以c=0.09mol/L，故b>c；（2）0～20s内N2O4的平均反应速率为V(N2O4)= (0.12mol/L÷2)÷ 20s= 0.003 mol/(L·s)；（3）化学平衡常数是可逆反应达到平衡状态是各生成物浓度幂之积与各反应物浓度幂之积的比，故该反应的平衡常数表达式K= c2(NO2)/c(N2O4)。在100s时达到平衡状态，由于c(NO2)=0.22mol/L，所以反应消耗的N2O4浓度是0.11mol/L，则其平衡时的浓度是c(N2O4)0.20mol/L-0.11mol/L=0.09mol/L，则该反应的平衡常数表达式K= c2(NO2)/c(N2O4)=0.222÷0.09=0.54。

考点：考查化学反应速率的计算、化学平衡常数表达式的书写及计算的知识。