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：

	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)該反應的化學方程式為N2O42NO2　，達到平衡時，四氧化二氮的轉化率為__________%，表中c2________c3、a______b(填“>”、“<”或“＝”)。

(2) 20 s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)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 0.001 5 0.200

【解析】(1)60s時，反應N2O42NO2達到平衡，此時a=b，c3=0.100mol/L-c(NO2)=0.100mol/L-×0.120mol/L=0.040mol/L，所以N2O4的轉化率為，40s時，c2=(0.100mol/L-0.050mol/L)×2=0.100mol/L，所以c2> c3，表中數據可知60s、80s、100s c(NO2)相等，故從60s開始反應已達平衡，故a=b= c3=0.040mol/L；

(2) 20s時，c1=0.100mol/L-×0.060mol/L=0.070mol/L，在時間段內，v(NO2)= ，v(N2O4)= v(NO2)= =；

(3) 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。