Question

在100℃时，将0.100mol的四氧化二氮气体充入1L 抽空的密闭容器中，隔一定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^-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

试填空：

(1)该反应的化学方程式为_______________________________________；达到平衡时四氧化二氮的转化率为_____% ；表中 c₂_____c₃____a____b（选填“ > ”、“ < ”、“ = ”）。

(2)20s时四氧化二氮的浓度 c₁=________mol·L^-1，在0s～20s内四氧化二氮的平均反应速率为_______mol·（L·s）^-1；

(3)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^-1。

Answer

N2O42NO260 > = =0.0700.00150.200

【解析】

（1）.由表中数据可知，60s时反应达到平衡，根据反应方程式N2O42NO2计算△c(N2O4)，进而计算平衡时N2O4的转化率；60s后反应达到平衡，反应混合物各组分的浓度不变；（2）.20s时四氧化二氮的浓度=起始浓度－△c(N2O4)，根据v=计算在0s～20s内四氧化二氮的平均反应速率；（3）.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四氧化二氮一边，满足c(N2O4)=0.100mol/L。

(1).四氧化二氮生成二氧化氮的化学方程式为N2O42NO2，由表中数据可知，60s时反应达平衡，c(NO2)=0.120mol/L，

N2O4 2NO2

浓度变化：0.060mol/L 0.120mol/L

所以平衡时N2O4的转化率为×100%=60%，60s后反应达到平衡，反应混合物各组分的浓度不变，所以c3=a=b=(0.100－0.060)mol/L=0.040mol/L，40s时c(N2O4)=0.050mol/L，由化学方程式可知，此时c(NO2)=（0.100－0.050）mol/L×2=0.100mol/L，所以c2=0.100mol/L＞c3=a=b=0.040mol/L，故答案为：N2O4 2NO2；60；＞；=；=；

(2).由表中数据可知，20s时，c(NO2)=0.060mol/L，则

N2O4 2NO2，

浓度变化：0.030mol/L 0.060mol/L

所以20s四氧化二氮的浓度c1=0.100mol/L−0.030mol/L=0.070mol/L；在0s∼20s内四氧化二氮的平均反应速率为v(N2O4)==0.0015mol/(L⋅s)，故答案为：0.070；0.0015；

(3). 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，为等效平衡，按化学计量数换算到N2O4一边，要满足c(N2O4)=0.100mol/L，则

N2O4 2NO2，

0.100mol/L 0.200mol/L，故答案为：0.200。