Question

17．在100℃時，將0.200mol的四氧化二氮氣體充入2L抽空的密閉容器中，每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）	0	20	40	60	80	100
n（N2O4） mol	0.200	c1	0.10	c3	a	b
n（NO2） mol	0.000	0.120	c2	0.240	0.240	0.240

試填空：
（1）該反應的化學方程式為N₂O₄（g）?2 NO₂（g），
（2）達到平衡時四氧化二氮的轉化率為60%．
（3）20s時四氧化二氮的濃度c₁=0.07 mol•L^-1，
（4）在0～20s時間段內，二氧化氮的平均反應速率為0.003mol/（L．s）．

Answer 1

分析 （1）該反應方程式為 N₂O₄?2 NO₂；
（2）根據表知，60s時該反應達到平衡狀態，生成n（NO₂）=0.240mol，則參加反應的n（N₂O₄）=$\frac{1}{2}$n（NO₂）=$\frac{1}{2}$×0.240mol=0.120mol，四氧化二氮的轉化率=$\frac{參加反應的n（{N}_{2}{O}_{4}）}{初始n（{N}_{2}{O}_{4}）}$×100%；
（3）20s時，生成n（NO₂）=0.120mol，則參加反應的n（N₂O₄）=$\frac{1}{2}$n（NO₂）=$\frac{1}{2}$×0.120mol=0.060mol，剩余的n（N₂O₄）=0.200mol-0.060mol=0.140mol，根據c=$\frac{n}{V}$計算四氧化二氮的濃度；
（4）在0～20s時間段內，二氧化氮的平均反應速率=$\frac{\frac{△n}{V}}{△t}$．

解答 解：（1）根據題干知，反應物是四氧化二氮、二氧化氮是生成物，結合原子守恒得該反應方程式為 N₂O₄（g）?2 NO₂（g），故答案為：N₂O₄（g）?2 NO₂（g）；
（2）根據表知，60s時該反應達到平衡狀態，生成n（NO₂）=0.240mol，則參加反應的n（N₂O₄）=$\frac{1}{2}$n（NO₂）=$\frac{1}{2}$×0.240mol=0.120mol，四氧化二氮的轉化率=$\frac{參加反應的n（{N}_{2}{O}_{4}）}{初始n（{N}_{2}{O}_{4}）}$×100%=$\frac{0.120mol}{0.200mol}$×100%=60%，
故答案為：60%；
（3）20s時，生成n（NO₂）=0.120mol，則參加反應的n（N₂O₄）=$\frac{1}{2}$n（NO₂）=$\frac{1}{2}$×0.120mol=0.060mol，剩余的n（N₂O₄）=0.200mol-0.060mol=0.140mol，c（N₂O₄）=$\frac{n}{V}$=$\frac{0.140mol}{2L}$=0.07mol/L，
故答案為：0.07；
（4）在0～20s時間段內，二氧化氮的平均反應速率=$\frac{\frac{△n}{V}}{△t}$=$\frac{\frac{（0.120-0）mol}{2L}}{20s}$=0.003mol/（L．s），
故答案為：0.003mol/（L．s）．

點評 本題考查化學方程式的計算，側重考查學生分析計算能力，明確兩種物質物質的量關系是解本題關鍵，會正確分析表中數據及隱含的信息，題目難度不大．