解:(1)N
2O
4(g)═2NO
2(g)△H=+57kJ?mol
-1,該反應(yīng)為吸熱反應(yīng),升高溫度,化學(xué)平衡正向移動,NO
2的體積分?jǐn)?shù)增大,所以T
1<T
2;增大壓強(qiáng),化學(xué)平衡逆向移動,NO
2的體積分?jǐn)?shù)減小,所以P
1<P
2,壓強(qiáng)越大反應(yīng)速率越大,所以v
A<v
C,
故答案為:<;<;
(2)①從反應(yīng)開始直至20s時(shí),四氧化二氮的平均反應(yīng)速率v=
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=
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=0.00125mol/(L?s),二氧化氮的平均反應(yīng)速率為四氧化二氮的平均反應(yīng)速率的2倍,即為0.0025mol?(L?s)
-1,故答案為:0.0025mol?L
-1?s
-1;
②在60s時(shí),反應(yīng)已達(dá)平衡狀態(tài),所以n
3=n
4,當(dāng)四氧化二氮的濃度為
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=0.04mol/L時(shí),二氧化氮的濃度是:
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-0.04mol/L×2=0.12mol/L,反應(yīng)的平衡常數(shù)K=
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=2.78,
故答案為:2.78;
③若在相同情況下最初向該容器充入的是N
2O
4氣體,要達(dá)到上述同樣的平衡狀態(tài),N
2O
4的起始濃度是c,則
N
2O
4 ?2NO
2起始濃度(mol?L
-1) c 0
轉(zhuǎn)化濃度(mol?L
-1) c-0.04 0.12
平衡濃度(mol?L
-1) 0.04 0.12
所以
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=0.5,解得c=0.10,故答案為:0.10
④根據(jù)題意可知:
N
2O
4 ?2NO
2起始濃度(mol?L
-1) 0.10 0
轉(zhuǎn)化濃度(mol?L
-1) 0.06 0.12
平衡濃度(mol?L
-1) 0.04 0.12
根據(jù)公式平均分子量=
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=
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=57.5g/mol,
答:達(dá)到平衡后混合氣體的平均相對分子質(zhì)量為57.5.
分析:(1)N
2O
4(g)═2NO
2(g)△H=+57kJ?mol
-1,該反應(yīng)為吸熱反應(yīng),升高溫度,化學(xué)平衡正向移動,NO
2的體積分?jǐn)?shù)增大;增大壓強(qiáng),化學(xué)平衡逆向移動,NO
2的體積分?jǐn)?shù)減小,壓強(qiáng)越大反應(yīng)速率越大;
(2))①根據(jù)公式反應(yīng)速率v=
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來計(jì)算;
②反應(yīng)2NO
2?N
2O
4的平衡常數(shù)K=
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;
③根據(jù)各組分的濃度變化量之比等于系數(shù)值比來計(jì)算;
④根據(jù)公式平均分子量=

,結(jié)合平衡時(shí)各組分的量來計(jì)算.
點(diǎn)評:本題涉及知識點(diǎn)較多,化學(xué)平衡常數(shù)的計(jì)算、外界條件對化學(xué)平衡的影響是學(xué)習(xí)重點(diǎn)也是學(xué)習(xí)難點(diǎn),更是考查熱點(diǎn),難度較大.