Question

在100℃时，将0.200mol的四氧化二氮气体充入2L抽空的密闭容器中，每隔一定时间对该容器内的物质进行分析

在100℃时，将0.200mol的四氧化二氮气体充入2L抽空的密闭容器中，每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 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______，该温度时，平衡常数值为______．（2）80s时四氧化二氮的浓度a=______，在0～20s时间段内，四氧化二氮的平均反应速率为______．（3）若在相同情况下最初向容器中充入的是二氧化氮气体，要达到上述同样的平衡状态，二氧化氮的初始浓度为______．

Answer 1

（1）反应的化学方程式为：N₂O₄?2NO₂，
由表可知，60s时反应达平衡，平衡时c（NO₂）=0.120mol/L，N₂O₄的起始度为0.1mol/L，则：
              N₂O₄（g）?2NO₂（g）
起始（mol/L）：0.1         0  
变化（mol/L）：0.06        0.12
平衡（mol/L）：0.04        0.12
所以平衡时N₂O₄的转化率=

0.06mol/L

0.1mol/L

×100%=60%，
平衡常数K=

c2(NO2)

c(N2O4)

=

0.122

0.04

=0.36，
故答案为：N₂O₄?2NO₂；60%；0.36；
（2）80s时处于平衡状态，根据（1）计算可知a=0.04；
由表中数据可知，20s时c（NO₂ ）=0.06mol/L，浓度变化量之比等于化学计量数之比，所以，在0～20s时间段内，△c（N₂O₄）=

1

2

×0.06mol/L=0.03mol/L，故v（N₂O₄）=

0.03mol/L

20s

=0.0015mol/（L?s），
故答案为：0.04；0.0015mol/（L?s）；
（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0.1mol/L，由N₂O₄（g）?2 NO₂（g）可知，二氧化氮的初始浓度=2×0.1mol/L=0.2mol/L，
故答案为：0.2mol/L．