Question

【題目】在100℃時，將0.200 mol的四氧化二氮氣體充入2 L真空的密閉容器中，每隔一定的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	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）該反應達到平衡時，四氧化二氮的轉化率為__________%，表中c2_____c3、a_____b(填“>”、“<”或“=”)。

（2）20s時四氧化二氮的濃度c1=_________mol/L,在0 s～20 s時間段內，四氧化二氮的平均反應速率為______________mol/（L·s）。

（3）100℃時,該反應的平衡常數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，要達到上述同樣的平衡狀態，二氧化氮的起始濃度是_____________mol/L。

Answer 1

【答案】60 > = 0.070 0.0015 0.36 0.2

【解析】

由表格數據可知，c（N2O4）減少，c（NO2）增大，60s后不再變化，則建立如下三段式：

N2O42NO2

開始（mol/L）0.100 0

轉化（mol/L）0.06 0.12

平衡（mol/L）0.04 0.12

達到平衡時四氧化二氮的轉化率為0.06 mol/L÷0.100mol/L×100%=60%；根據表中數據40s時c2=0.10mol/L，60s時c3=0.04mol/L，c2＞c3，60s時c（NO2）不再變化，反應達到平衡，a=b，故答案為：60；＞；=；

（2）由表可知，20s時，c（NO2）=0.060mol/L，所以20s時四氧化二氮的濃度c1=0.1mol/L-0.03mol/L=0.07mol/L；在0s～20s內四氧化二氮的平均反應速率為υ（N2O4）=0.03mol/L÷20s=0.0015 mol/（L·s）故答案為：0.070；0.0015；

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

(4) 恒溫恒容條件下，且反應前后氣體的物質的量發生變化，起始向容器中充入的是二氧化氮氣體，要達到相同的平衡狀態，按化學計量數轉化到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。