Question

在100℃時，將0.1mol的四氧化二氮氣體充入1L的抽空的密閉容器中，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：

濃度       時間/s	0	20	40	60	80	100
c（N204）/mol?L-1	0.1	c1	0.05	c3	c3	c3
c（N02）/mol?L-1	0	0.06	c2	0.12	0.12	0.12

試回答下列問題：
（1）20s時四氧化二氮的濃度c₁=

 

，在0-20s內(nèi)四氧化二氮的平均反應(yīng)速率為

 

．
（2）反應(yīng)進行到40s時，體系

 

（填“達到”或“沒有達到”）平衡狀態(tài)．
（3）下列依據(jù)中，能判斷該反應(yīng)已經(jīng)達到化學(xué)平衡狀態(tài)的是

 

（填字母）．
A．容器內(nèi)壓強不變；B．v_正（N₂O₄）=v_逆（NO₂）；C．c（N₂O₄）=c（NO₂）；D．混合氣體的顏色不再變化
（4）100℃時，反應(yīng)N₂O₄（g）?2NO₂（g）的化學(xué)平衡常數(shù)K=

 

；若在相同情況下最初向該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)，二氧化氮的起始濃度是

 

．

Answer 1

考點：化學(xué)平衡建立的過程,化學(xué)平衡狀態(tài)的判斷,化學(xué)平衡的計算

專題：化學(xué)平衡專題

分析：（1）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）；
（2）由△c（N₂O₄），根據(jù)方程式計算△c（NO₂），40s的二氧化氮的濃度=2△c（N₂O₄），再與60s時的濃度相比；
（3）根據(jù)平衡狀態(tài)的判斷依據(jù)判斷；
（4）依據(jù)化學(xué)方程式和平衡常數(shù)概念寫出平衡常數(shù)表達式，依據(jù)80°C平衡狀態(tài)下結(jié)合三段式列式計算平衡濃度計算平衡常數(shù)；達到上述同樣的平衡狀態(tài)，為等效平衡，按化學(xué)計量數(shù)換算到N₂O₄一邊，滿足c（N₂O₄）為0.100mol/L．

解答： 解：（1）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(nèi)四氧化二氮的平均反應(yīng)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．
（2）由表可知，40s時，c（N₂O₄）=0.050mol/L，
                       N₂O₄?2NO₂，
濃度變化：（0.1-0.05）mol/L    0.10mol/L
所以c₂=0.10mol/L，c₂＜0.12mol/L，即60s后反應(yīng)達平衡，
故答案為：沒有達到；
（3）N₂O₄?2NO₂ ，反應(yīng)是氣體體積增大的反應(yīng)，則
A、容器內(nèi)壓強不變，氣體的物質(zhì)的量不變，該反應(yīng)達平衡狀態(tài)，故A正確；
B、不同物質(zhì)的正逆反應(yīng)速率之比等于其計量數(shù)之比是平衡狀態(tài)，2v_正（N₂O₄）=v_逆（NO₂），是平衡狀態(tài)，故B錯誤；
C、容器內(nèi)各物質(zhì)的濃度相等，不能證明正逆反應(yīng)速率相等，故C錯誤；
D、混合氣體的顏色不再變化，說明c（NO₂）不變，該反應(yīng)達平衡狀態(tài)，故D正確；
故答案為：AD； 
（4）N₂O₄2NO₂，平衡常數(shù)K=

c2(NO 2)

c(N2O 4)

，100°C時，平衡狀態(tài)和60S是相同平衡狀態(tài)，平衡濃度c（NO₂）=0.12mol/L，c（N₂O₄）=0.04mol/L；
平衡常數(shù)K=

c2(NO 2)

c(N 2O4)

=0.36mol?L^-1；
要達到上述同樣的平衡狀態(tài)，為等效平衡，按化學(xué)計量數(shù)換算到N₂O₄一邊，滿足c（N₂O₄）為0.100mol/L．
所以     N₂O₄?2 NO₂，
   0.1mol/L     0.20mol/L
故答案為：0.36mol?L^-1；0.20mol/L．

點評：本題考查化學(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．