Question

【題目】在100℃時，將0.100mol的四氧化二氮氣體充入1L 抽空的密閉容器中，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/s 濃度/mol·L-1	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_____% ；表中 c2_____c3____a____b（選填“ > ”、“ < ”、“ = ”）。

(2)20s時四氧化二氮的濃度 c1=________mol·L-1，在0s～20s內四氧化二氮的平均反應速率為_______mol·（L·s）-1；

(3)若在相同情況下最初向該容器充入的是二氧化氮氣體，要達到上述同樣的平衡狀態，二氧化氮的起始濃度是____mol·L-1。

Answer 1

【答案】N2O42NO260 > = =0.0700.00150.200

【解析】

（1）.由表中數據可知，60s時反應達到平衡，根據反應方程式N2O42NO2計算△c(N2O4)，進而計算平衡時N2O4的轉化率；60s后反應達到平衡，反應混合物各組分的濃度不變；（2）.20s時四氧化二氮的濃度=起始濃度－△c(N2O4)，根據v=計算在0s～20s內四氧化二氮的平均反應速率；（3）.達到上述同樣的平衡狀態，為等效平衡，按化學計量數換算到四氧化二氮一邊，滿足c(N2O4)=0.100mol/L。

(1).四氧化二氮生成二氧化氮的化學方程式為N2O42NO2，由表中數據可知，60s時反應達平衡，c(NO2)=0.120mol/L，

N2O4 2NO2

濃度變化：0.060mol/L 0.120mol/L

所以平衡時N2O4的轉化率為×100%=60%，60s后反應達到平衡，反應混合物各組分的濃度不變，所以c3=a=b=(0.100－0.060)mol/L=0.040mol/L，40s時c(N2O4)=0.050mol/L，由化學方程式可知，此時c(NO2)=（0.100－0.050）mol/L×2=0.100mol/L，所以c2=0.100mol/L＞c3=a=b=0.040mol/L，故答案為：N2O4 2NO2；60；＞；=；=；

(2).由表中數據可知，20s時，c(NO2)=0.060mol/L，則

N2O4 2NO2，

濃度變化：0.030mol/L 0.060mol/L

所以20s四氧化二氮的濃度c1=0.100mol/L0.030mol/L=0.070mol/L；在0s20s內四氧化二氮的平均反應速率為v(N2O4)==0.0015mol/(Ls)，故答案為：0.070；0.0015；

(3). 若在相同情況下最初向該容器充入的是二氧化氮氣體，要達到上述同樣的平衡狀態，為等效平衡，按化學計量數換算到N2O4一邊，要滿足c(N2O4)=0.100mol/L，則

N2O4 2NO2，

0.100mol/L 0.200mol/L，故答案為：0.200。