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，每隔一定的時間對該容器內(nèi)的物質(zhì)進(jìn)行分析，得到如下表格：?

時間s 濃度mol/L	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)達(dá)到平衡時，四氧化二氮的轉(zhuǎn)化率為

 

%，表中c₂

 

c₃、a

 

b（填“＞”、“＜”或“=”）．
（2）20s時四氧化二氮的濃度c₁=

 

mol/L，在0s～20s時間段內(nèi)，四氧化二氮的平均反應(yīng)速率為

 

mol/（L?s）．
（3）100℃時，該反應(yīng)的平衡常數(shù)K=

 

（4）若在相同情況下最初向該容器充入的是二氧化氮氣體，要達(dá)到上述同樣的平衡狀態(tài)，二氧化氮的起始濃度是

 

mol/L．

Answer 1

考點：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c（NO₂）不再變化，反應(yīng)達(dá)到平衡，根據(jù)方程式計算△c（N₂O₄），根據(jù)轉(zhuǎn)化率計算平衡時N₂O₄的轉(zhuǎn)化率，60s后反應(yīng)達(dá)平衡，反應(yīng)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）根據(jù)60S時，反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)，根據(jù)平衡常數(shù)k=

c2(NO2)

c(N2O4)

；
（4）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）圖標(biāo)數(shù)據(jù)分析可知反應(yīng)的化學(xué)方程式為：N₂O₄?2 NO₂，
由表可知，60s時反應(yīng)達(dá)平衡，c（NO₂）=0.120mol/L，
               N₂O₄?2NO₂，
濃度變化：0.06mol/L  0.120mol/L
所以平衡時N₂O₄的轉(zhuǎn)化率為

0.06mol/L

0.1mol/L

×100%=60%；
40S時平衡右移，c₂＞c₃，60s時c（NO₂）不再變化，反應(yīng)達(dá)到平衡，a=b
故答案為：60；＞；=；
（2）由表可知，20s時，c（NO₂ ）=0.060mol/L，所以
               N₂O₄?2NO₂，
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：0.070；0.0015；    
（3）N₂O₄?2NO₂，
起始（mol/L）  0.100   0
變化（mol/L）  0.060   0.120
平衡（mol/L） 0.040    0.120
平衡常數(shù)k=

c2(NO2)

c(N2O4)

=

(0.12mol/L)2

0.040mol/L

=0.36mol/L，
故答案為：0.36mol/L；
（4）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0.100mol/L，由N₂O₄（g）?2NO₂（g）可知，二氧化氮的初始濃度=2×0.100mol/L=0.200mol/L，
故答案為：0.200．

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．