Question

在100℃時，將0.200 mol的四氧化二氮?dú)怏w充入2L抽空的密閉容器中，每隔一定時間對該容器內(nèi)的物質(zhì)進(jìn)行分析，得到如下表格：

時間	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(yīng)的化學(xué)方程式為_________________________________，達(dá)到平衡時四氧化二氮的轉(zhuǎn)化率為________%。
（2）20s時四氧化二氮的濃度c₁=________mol·L^-1，在0～20s時間段內(nèi)，四氧化二氮的平均反應(yīng)速率為________mol?L^-1?s^-1。
（3）若在相同情況下最初向容器中充入的是二氧化氮?dú)怏w，要達(dá)到上述同樣的平衡狀態(tài)，二氧化氮的初始濃度為________mol?L^-1。

Answer 1

（1）N₂O₄2NO_2， 60% （2）0.070  ，0.0015   (3)0.2 （每空2分）

試題分析：（1）根據(jù)表中數(shù)據(jù)可知，N₂O₄是反應(yīng)物，NO₂是生成物，所以該反應(yīng)的化學(xué)方程式為N₂O₄2NO₂。平衡時NO₂的濃度是0.120mol/L，則根據(jù)方程式可知消耗N₂O₄的濃度是0.120mol/L÷2＝0.060mol/L，因此NO₂的轉(zhuǎn)化率是。
（2）（2）20s時NO₂的濃度是0.060mol/L，則消耗N₂O₄的濃度是0.030mol/L，所以四氧化二氮的濃度c₁=0.100mol/L－0.030mol/L＝0.070mol/L。則在0～20s時間段內(nèi)，四氧化二氮的平均反應(yīng)速率為0.030mol/L÷20s＝0.0015_mol?L^-1?s^-1。
（3）由于N₂O₄的最初濃度是0.100mol/L，完全轉(zhuǎn)化為NO₂時，NO₂的濃度應(yīng)該是0.200mol/L，所以若在相同情況下最初向容器中充入的是二氧化氮?dú)怏w，要達(dá)到上述同樣的平衡狀態(tài)，二氧化氮的初始濃度為0.200mol/L。
點(diǎn)評：該題是中等難度的試題，試題基礎(chǔ)性強(qiáng)，難易適中，側(cè)重對學(xué)生基礎(chǔ)知識的鞏固與訓(xùn)練，有助于培養(yǎng)學(xué)生的應(yīng)試能力，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)效率。該題的難點(diǎn)是等效平衡的判斷和應(yīng)用，學(xué)生需要明確的是所謂等效平衡是指外界條件相同時，同一可逆反應(yīng)只要起始濃度相當(dāng)，無論經(jīng)過何種途徑，都可以達(dá)到相同的平衡狀態(tài)。等效平衡的判斷及處理一般步驟是：進(jìn)行等效轉(zhuǎn)化——邊倒法，即按照反應(yīng)方程式的計(jì)量數(shù)之比轉(zhuǎn)化到同一邊的量，與題干所給起始投料情況比較即可。