Question

在100℃时，将0.200 mol的四氧化二氮气体充入2 L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：

	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N₂O₄2NO₂　，达到平衡时，四氧化二氮的转化率为__________%，表中c₂________c₃、a______b(填“>”、“<”或“＝”)。

(2) 20 s时四氧化二氮的浓度c₁＝________mol/L，在0 s～20 s时间段内，四氧化二氮的平均反应速率为________mol/(L·s)。

(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。

Answer

60 > ＝ 0.070 0.001 5 0.200

【解析】(1)60s时，反应N2O42NO2达到平衡，此时a=b，c3=0.100mol/L-c(NO2)=0.100mol/L-×0.120mol/L=0.040mol/L，所以N2O4的转化率为，40s时，c2=(0.100mol/L-0.050mol/L)×2=0.100mol/L，所以c2> c3，表中数据可知60s、80s、100s c(NO2)相等，故从60s开始反应已达平衡，故a=b= c3=0.040mol/L；

(2) 20s时，c1=0.100mol/L-×0.060mol/L=0.070mol/L，在时间段内，v(NO2)= ，v(N2O4)= v(NO2)= =；

(3) 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。

点睛：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和分析表格数据是解答本题的关键。