Question

【题目】在100℃时，将0.100mol的N2O4气体充入1L抽空密闭容器中，发生反应：N2O4（g）2NO2．现在隔一定时间对该容器内的物质进行分析，得到如下表格：

t/s c/（molL﹣1）	0	20	40	60	80	100
c（N2O4）/（molL﹣1）	0.100	c1	0.050	c3	a	b
c（NO2）/（molL﹣1）	0	0.060	c2	0.120	0.120	0.120

试回答下列问题：

（1）达到平衡时N2O4的转化率为_____%，表中c2_____c3，a_____b（后两空选填＞、＜、＝）

（2）20 s的N2O4的浓度c1＝_____mol/L在0～20s内N2O4的平均反应速率为_____mol/(Ls)；

（3）若其他反应条件以及初始物质物质的量不变，将反应的温度降低到80℃时，达到平衡时NO2的物质的量为0.100 mol，那么正反应是_____反应（选填吸热或放热）

（4）若在相同初始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为_____mol/L。

Answer 1

【答案】60 ＞ ＝ 0.07mol/L 0.0015 吸热 0.20mol/L

【解析】

（1）由表可知，60s时反应达平衡，根据方程式计算△c（N2O4），根据转化率计算平衡时N2O4的转化率；根据方程式计算，计算c2、c3，据此解答；60s后反应达平衡，反应混合物各组分的浓度不变；
（2）由△c（NO2），根据方程式计算△c（N2O4），20s的四氧化二氮的浓度=起始浓度-△c（N2O4）；
根据v=计算v（N2O4）；
（3）80℃时，达到平衡时NO2的物质的量为0.100mol，说明降低温度后平衡向着逆向移动，据此判断反应热；
（4）达到上述同样的平衡状态，说明两个平衡为等效平衡，按化学计量数换算到N2O4一边，满足c(N2O4)为0.100mol/L。

（1）由表可知，60s时反应达平衡，c(NO2)＝0.120mol/L，根据反应N2O42NO2可知，平衡时消耗二氧化氮的浓度为：c(N2O4)＝0.120mol/L×＝0.06mol/L，则平衡时N2O4的转化率为：＝60%；达到平衡时各组分的浓度不再变化，则c3＝a＝b＝0.1mol/L﹣0.06mol/L＝0.04mol/L；由表可知，40s时，c(N2O4)＝0.050mol/L，N2O4的浓度变化为：（0.1﹣0.05）mol/L＝0.05mol/L，则c2＝0.05mol/L×2＝0.10mol/L，所以c2＞c3，故答案为：60；＞；＝；

（2）由表可知，20s时，c（NO2）＝0.060mol/L，则反应消耗 N2O4的浓度0.030mol/L，则20s的四氧化二氮的浓度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v（N2O4）＝＝0.0015mol(Ls)﹣1，

故答案为：0.07mol/L；0.0015；

（3）若其他反应条件以及初始物质物质的量不变，将反应的温度降低到80℃时，达到平衡时NO2的物质的量为0.100 mol＜0.120 mol/L，说明降低温度后平衡向着放热的逆向移动，则逆向为放热反应，故正反应为吸热反应，故答案为：吸热；

（4）达到上述同样的平衡状态，为等效平衡，按化学计量数换算到N2O4一边，满足c(N2O4)为0.100mol/L即可，根据反应N2O4 2 NO2可知二氧化氮的浓度应该为：c(NO2)＝2c(N2O4)＝0.1mol/L×2＝0.20 mol/L，故答案为：0.20 mol/L。