Question

16．已知N₂O₄（无色）?2NO₂（红棕色），某温度时1molN₂O₄气体通入体积为10L的真空密闭容器中，立即出现红棕色，反应进行4s时NO₂的浓度为0.04mol•L^-1，再经过时间t后，这时容器内的压强为开始时的1.8倍．则：
（1）前4s内以N₂O₄的浓度变化表示的平均反应速率为0.005mol/（L．s）．
（2）在4s时容器内的压强为开始时的1.2倍．
（3）在t时容器内含NO₂1.6mol．

Answer 1

分析 （1）根据v=$\frac{△c}{△t}$计算v（NO₂），再利用速率之比等于其化学计量数之比计算v（N₂O₄）；
（2）根据n=cV计算4s时NO₂的物质的量，结合方程式计算参加反应四氧化二氮的物质的量，进而计算4s时混合气体总物质的量，恒温恒容下，气体压强之比等于其物质的量之比；
（3）恒温恒容下，气体压强之比等于其物质的量之比，据此计算t时后混合气体总物质的量，根据方程式利用差量法计算二氧化氮的物质的量．

解答 解：（1）4s时NO₂的浓度为0.04mol•L^-1，则v（NO₂）=$\frac{0.04mol/L}{4s}$=0.01mol/（L．s），速率之比等于其化学计量数之比，则v（N₂O₄）=$\frac{1}{2}$v（NO₂）=$\frac{1}{2}$×0.01mol/（L．s）=0.005mol/（L．s），
故答案为：0.005mol/（L．s）；
（2）4s时NO₂的物质的量为10L×0.04mol•L^-1=0.4mol，则参加反应N₂O₄的物质的量为0.4mol×$\frac{1}{2}$=0.2mol，故4s时混合气体总物质的量为（1mol-0.2mol）+0.4mol=1.2mol，恒温恒容下，气体压强之比等于其物质的量之比，故4s时容器内的压强为开始时的$\frac{1.2mol}{1mol}$=1.2倍，
故答案为：1.2；
（3）恒温恒容下，气体压强之比等于其物质的量之比，则t时后混合气体总物质的量为1mol×1.8=1.8mol，设二氧化氮的物质的量为x，则：
N₂O₄（无色）?2NO₂（红棕色）物质的量增大
             2               1
             x               1.8mol-1mol=0.8mol
故x=$\frac{0.8mol×2}{1}$=1.6mol
故答案为：1.6．

点评 本题考查化学反应速率计算、化学平衡有关计算，难度不大，有利于基础知识的巩固．