Question

在100℃時，將0.200mol的四氧化二氮氣體充入2L抽空的密閉容器中，每隔一定時間對該容器內(nèi)的物質(zhì)進行分析，得到如下表格：

時間	0	20	40	60	80	100
c（N2O4）	0.100	c1	0.050	c3	a	b
c（NO2）	0.000	0.060	c2	0.120	0.120	0.120

試填空：
（1）該反應(yīng)的化學(xué)方程式為

 

，達(dá)到平衡時四氧化二氮的轉(zhuǎn)化率為

 

，該溫度時，平衡常數(shù)值為

 

．
（2）80s時四氧化二氮的濃度a=

 

，在0～20s時間段內(nèi)，四氧化二氮的平均反應(yīng)速率為

 

．
（3）若在相同情況下最初向容器中充入的是二氧化氮氣體，要達(dá)到上述同樣的平衡狀態(tài)，二氧化氮的初始濃度為

 

．

Answer 1

考點：化學(xué)平衡建立的過程,化學(xué)平衡的計算

專題：化學(xué)平衡專題

分析：（1）由表可知，60s時反應(yīng)達(dá)平衡，利用三段式計算各組分的濃度變化量、平衡濃度，轉(zhuǎn)化率=濃度變化量÷起始濃度，據(jù)此計算四氧化二氮的轉(zhuǎn)化率，平衡常數(shù)k=

c2(NO2)

c(N2O4)

；
（2）80s時處于平衡狀態(tài)，根據(jù)（1）計算可知a的值；
根據(jù)濃度變化量之比等于化學(xué)計量數(shù)之比計算△c（N₂O₄），再根據(jù)v=

△c

△t

計算v（N₂O₄）；
（3）恒溫恒容條件下，且反應(yīng)前后氣體的物質(zhì)的量發(fā)生變化，起始向容器中充入的是二氧化氮氣體，要達(dá)到相同的平衡狀態(tài)，按化學(xué)計量數(shù)轉(zhuǎn)化到N₂O₄一邊，滿足N₂O₄的濃度為0.1mol/L．

解答： 解：（1）反應(yīng)的化學(xué)方程式為：N₂O₄?2NO₂，
由表可知，60s時反應(yīng)達(dá)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
所以平衡時N₂O₄的轉(zhuǎn)化率=

0.06mol/L

0.1mol/L

×100%=60%，
平衡常數(shù)K=

c2(NO2)

c(N2O4)

=

0.122

0.04

=0.36，
故答案為：N₂O₄?2NO₂；60%；0.36；
（2）80s時處于平衡狀態(tài)，根據(jù)（1）計算可知a=0.04；
由表中數(shù)據(jù)可知，20s時c（NO₂ ）=0.06mol/L，濃度變化量之比等于化學(xué)計量數(shù)之比，所以，在0～20s時間段內(nèi)，△c（N₂O₄）=

1

2

×0.06mol/L=0.03mol/L，故v（N₂O₄）=

0.03mol/L

20s

=0.0015mol/（L?s），
故答案為：0.04；0.0015mol/（L?s）；
（3）恒溫恒容條件下，且反應(yīng)前后氣體的物質(zhì)的量發(fā)生變化，起始向容器中充入的是二氧化氮氣體，要達(dá)到相同的平衡狀態(tài)，按化學(xué)計量數(shù)轉(zhuǎn)化到N₂O₄一邊，滿足N₂O₄的濃度為0.1mol/L，由N₂O₄（g）?2 NO₂（g）可知，二氧化氮的初始濃度=2×0.1mol/L=0.2mol/L，
故答案為：0.2mol/L．

點評：本題考查化學(xué)反應(yīng)速率、化學(xué)平衡常數(shù)、化學(xué)平衡的有關(guān)計算、等效平衡等，難度中等，注意基礎(chǔ)知識的積累掌握．