Question

在100℃时，将0.200mol的四氧化二氮气体充入2L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0s～20s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）60；＞；=；（2）0.070；0.0015；（3）0.36mol/L；（4）0.200．

【解析】（1）图标数据分析可知反应的化学方程式为：N2O4⇌2 NO2，

由表可知，60s时反应达平衡，c（NO2）=0.120mol/L，

N2O42NO2，

浓度变化：0.06mol/L 0.120mol/L

所以平衡时N2O4的转化率为×100%=60%；

40S时平衡右移，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

N2O42NO2，

浓度变化：0.03mol/L 0.060mol/L

所以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•（L•s）﹣1．

（3）N2O42NO2，

起始（mol/L） 0.100 0

变化（mol/L） 0.060 0.120

平衡（mol/L） 0.040 0.120

平衡常数k===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．

【点评】本题考查化学反应速率、化学平衡常数、化学平衡的有关计算、等效平衡等，难度中等，注意基础知识的积累掌握．