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：C（mol/L）时间（s）020406080100C（N2O4）

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：

C（mol/L）         时间（s）	0	20	40	60	80	100
C（N2O4）	0.20	a	0.10	c	d	e
C（NO2）	0.00	0.12	b	0.22	0.22	0.22

反应进行至100s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______．
（2）表中b______c（填“＜”、“=”、“＞”）．
（3）20s时，N₂O₄的浓度c=______mol/L．
（4）计算平衡时混合气体的平均相对分子质量（结果保留整数）．

Answer 1

（1）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，反应的化学方程式为：N₂O₄⇌2NO₂，
故答案为：N₂O₄⇌2NO₂；
（2）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100s后将反应混合物的温度降低，发现气体的颜色变浅，说明反应逆向进行，逆向是放热反应，正向是吸热反应；依据化学平衡三段式列式计算分析判断；进行到40S和进行到60S时；
              N₂O₄⇌2NO₂ 
起始量（mol）  0.4    0
变化量（mol） 0.2   0.4
40S末（mol）  0.2    0.4
得到b=0.2mol/L；
进行到60S和进行到60S时；
              N₂O₄⇌2NO₂ 
起始量（mol）  0.4    0
变化量（mol） 0.22    0.44
60S末（mol）  0.18    0.44
c=0.18 mol/L  
计算比较得到b＞c；
故答案为：＞；
（3）进行到20S；
              N₂O₄⇌2NO₂ 
起始量（mol）  0.4    0
变化量（mol） 0.12   0.24
20S末（mol）  0.28  0.24
20s时，N₂O₄的浓度=(0.28mol)/(2L)=0.14mol/L，
故答案为：0.14；
（4）60°C反应达到平衡状态和80°C是相同的平衡状态，依据（2）计算得到，平衡浓度c（NO₂）=0.22mol/L，c（N₂O₄）=0.09mol/L；气体物质的量n（NO₂）=0.44mol，n（N₂O₄）=0.18mol；
平衡时混合气体的平均相对分子质量=(0.44mol×46g/mol+0.18mol×92g/mol)/(0.44mol+0.18mol)=59g/mol，
答：混合气体的平均相对分子质量59；