Question

在100℃時，將0.200mol的四氧化二氮氣體充入2L真空的密閉容器中，每隔一定時間對該容器內的物質進行分析，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）該反應的化學方程式為

 

，達到平衡時四氧化二氮的轉化率為

 

%．
（2）20s時四氧化二氮的濃度c₁=

 

mol?L-¹，在0～20s時間段內，四氧化二氮的平均反應速率為

 

mol?L-¹?s-¹．
（3）若在相同情況下最初向容器中充入的是二氧化氮氣體，要達到上述同樣的平衡狀態(tài)，二氧化氮的初始濃度為

 

mol?L-¹．

Answer 1

考點：化學平衡的計算

專題：化學平衡專題

分析：（1）由表可知，60s時反應達平衡，根據(jù)方程式計算△c（N₂O₄），根據(jù)轉化率計算平衡時N₂O₄的轉化率；60s后反應達平衡，反應混合物各組分的濃度不變．
（2）由△c（NO₂），根據(jù)方程式計算△c（N₂O₄），20s的四氧化二氮的濃度=起始濃度-△c（N₂O₄）；根據(jù)v=

△c

△t

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

解答： 解：（1）圖標數(shù)據(jù)分析可知反應的化學方程式為：N₂O₄?2 NO₂，
由表可知，60s時反應達平衡，c（NO₂）=0.120mol/L，
               N₂O₄?2 NO₂，
濃度變化：0.06mol/L 0.120mol/L
所以平衡時N₂O₄的轉化率為

0.06mol/L

0.1mol/L

×100%=60%；
故答案為：N₂O₄?2 NO₂，60；
（2）由表可知，20s時，c（NO₂ ）=0.060mol/L，所以
                N₂O₄?2 NO₂，
濃度變化：0.03mol/L 0.060mol/L
所以20s的四氧化二氮的濃度c₁=0.1mol/L-0.03mol/L=0.07mol/L；
在0s～20s內四氧化二氮的平均反應速率為v（N₂O₄）=

0.03mol/L

20s

=0.0015mol?（L?s）^-1．
故答案為：0.07mol/L；0.0015mol?（L?s）^-1．
（3）恒溫恒容條件下，且反應前后氣體的物質的量發(fā)生變化，起始向容器中充入的是二氧化氮氣體，要達到相同的平衡狀態(tài)，按化學計量數(shù)轉化到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：本題考查化學反應速率、化學平衡常數(shù)、化學平衡的有關計算、等效平衡等，難度中等，注意基礎知識的積累掌握．