Question

15．NO₂被譽為生命的“信息分子”，在100℃時，將0.100mol的無色N₂O₄氣體充入1L恒容抽空的密閉容器中，隔一定時間對該容器內物質的濃度進行分析得到表數(shù)據：

時間/s	0	20	40	60	80
c（N2O4）/mol•L-1	0.100	c1	0.050	c3	c4
c（NO2）/mol•L-1	0.000	0.060	c2	0.120	0.120

從表中分析：該溫度下，達平衡時N₂O₄的轉化率=60%；反應N₂O₄（g）?2NO₂（g）的平衡常數(shù)=0.36；升高溫度，容器中氣體的顏色變深，則反應2NO₂（g）?N₂O₄（g）的△H＜0（填：＞、＜、=）；在上述條件下，60s內N₂O₄的平均反應速率=0.001mol•L^-1•s^-1．

Answer 1

分析 反應的化學方程式為：N₂O₄?2NO₂，由表可知，60s時反應達平衡，平衡時c（NO₂）=0.120mol/L，N₂O₄的起始度為0.1mol/L，則：
                   N₂O₄（g）?2NO₂（g）
起始（mol/L）：0.1         0  
變化（mol/L）：0.06        0.12
平衡（mol/L）：0.04        0.12，
以此計算各物理量．

解答 解：反應的化學方程式為：N₂O₄?2NO₂，由表可知，60s時反應達平衡，平衡時c（NO₂）=0.120mol/L，N₂O₄的起始度為0.1mol/L，則：
                   N₂O₄（g）?2NO₂（g）
起始（mol/L）：0.1         0  
變化（mol/L）：0.06        0.12
平衡（mol/L）：0.04        0.12，
則達平衡時N₂O₄的轉化率=$\frac{0.06}{0.1}×100%$=60%，
反應N₂O₄（g）?2NO₂（g）的平衡常數(shù)=$\frac{0.1{2}^{2}}{0.04}$=0.36，
升高溫度，容器中氣體的顏色變深，說明升高溫度平衡向生成NO₂的方向移動，則反應2NO₂（g）?N₂O₄（g）的△H＜0，
在上述條件下，60s內N₂O₄的平均反應速率=$\frac{0.06mol/L}{60s}$=0.001 mol•L^-1•s^-1，
故答案為：60%；0.36；＜；0.001 mol•L^-1•s^-1．

點評 本題考查了化學平衡的計算，題目難度較大，試題知識點較多、綜合性較強，充分考查了學生的分析、理解能力及化學計算能力，注意掌握化學平衡的影響因素、平衡常數(shù)的概念及表達式，明確化學反應速率的計算方法．