Question

【题目】在100℃时，将0.200 mol的四氧化二氮气体充入2 L真空的密闭容器中，每隔一定的时间对该容器内的物质进行分析，得到如下表格：

时间s 浓度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

试填空：

（1）该反应达到平衡时，四氧化二氮的转化率为__________%，表中c2_____c3、a_____b(填“>”、“<”或“=”)。

（2）20s时四氧化二氮的浓度c1=_________mol/L,在0 s～20 s时间段内，四氧化二氮的平均反应速率为______________mol/（L·s）。

（3）100℃时,该反应的平衡常数K = ______________________

（4）若在相同情况下最初向该容器充入的是二氧化氮气体，要达到上述同样的平衡状态，二氧化氮的起始浓度是_____________mol/L。

Answer 1

【答案】60 > = 0.070 0.0015 0.36 0.2

【解析】

由表格数据可知，c（N2O4）减少，c（NO2）增大，60s后不再变化，则建立如下三段式：

N2O42NO2

开始（mol/L）0.100 0

转化（mol/L）0.06 0.12

平衡（mol/L）0.04 0.12

达到平衡时四氧化二氮的转化率为0.06 mol/L÷0.100mol/L×100%=60%；根据表中数据40s时c2=0.10mol/L，60s时c3=0.04mol/L，c2＞c3，60s时c（NO2）不再变化，反应达到平衡，a=b，故答案为：60；＞；=；

（2）由表可知，20s时，c（NO2）=0.060mol/L，所以20s时四氧化二氮的浓度c1=0.1mol/L-0.03mol/L=0.07mol/L；在0s～20s内四氧化二氮的平均反应速率为υ（N2O4）=0.03mol/L÷20s=0.0015 mol/（L·s）故答案为：0.070；0.0015；

(3) 平衡常数K= c2（NO2）/ c（N2O4） =(0.12 mol/L)2/(0.04mol/L) =0.36mol/L，故答案为：0.36mol/L；

(4) 恒温恒容条件下，且反应前后气体的物质的量发生变化，起始向容器中充入的是二氧化氮气体，要达到相同的平衡状态，按化学计量数转化到N2O4一边，满足N2O4的浓度为0.100mol/L，由N2O4（g）~2NO2（g）可知，二氧化氮的初始浓度=2×0.100mol/L=0.200mol/L，故答案为：0.200。