Question

6．在100℃時(shí)，將0.10mol的N₂O₄氣體充入1L抽空的密閉容器中，隔一定時(shí)間對(duì)該容器內(nèi)的物質(zhì)進(jìn)行分析，得到如下表格數(shù)據(jù)：

時(shí)間/s 濃度（mol/L）	0	20	40	60	80	100
c（N2O4）	0.10	c1	0.05	c3	a	b
c（NO2）	0.00	0.06	c2	0.12	0.12	0.12

試填空：
（1）該反應(yīng)的化學(xué)方程式為N₂O₄?2 NO₂，達(dá)到平衡時(shí)N₂O₄的轉(zhuǎn)化率為60%，表中c₂＞c₃，a=b（填“＞”、“＜”或“=”）．
（2）20s時(shí)，N₂O₄的濃度c₁=0.07mol/L，在0～20s內(nèi)N₂O₄的平均反應(yīng)速率為0.0015mol•（L•s）^-1．
（3）若在相同情況下最初向該容器中充入的是NO₂氣體，則要達(dá)到上述同樣的平衡狀態(tài)，NO₂的起始濃度是0.2mol/L．

Answer 1

分析 （1）反應(yīng)方程式為：N₂O₄?2 NO₂，由表中數(shù)據(jù)可知，60s時(shí)反應(yīng)達(dá)平衡，根據(jù)方程式計(jì)算△c（N₂O₄），再計(jì)算平衡時(shí)N₂O₄的轉(zhuǎn)化率；
根據(jù)方程式可知：2△c（N₂O₄）=△c（NO₂），計(jì)算c₂、c₃判斷二者大小關(guān)系；
60s后反應(yīng)達(dá)平衡，反應(yīng)混合物各組分的濃度不變；
（2）根據(jù)方程式可知△c（N₂O₄）=$\frac{1}{2}$△c（NO₂），20s的四氧化二氮的濃度=起始濃度-△c（N₂O₄）；
根據(jù)v=$\frac{△c}{△t}$計(jì)算v（N₂O₄）；
（3）達(dá)到上述同樣的平衡狀態(tài)，為等效平衡，按化學(xué)計(jì)量數(shù)換算到N₂O₄一邊滿足c（N₂O₄）為0.1mol/L．

解答 解：（1）反應(yīng)方程式為：N₂O₄?2 NO₂，由表中數(shù)據(jù)可知，60s時(shí)反應(yīng)達(dá)平衡，根據(jù)方程式可知：△c（N₂O₄）=$\frac{1}{2}$△c（NO₂）=$\frac{1}{2}$×0.120mol/L=0.06mol/L，所以平衡時(shí)N₂O₄的轉(zhuǎn)化率為$\frac{0.06mol/L}{0.1mol/L}$×100%=60%；
則c₃=0.1mol/L-0.06mol/L=0.04mol/L，由表可知，40s時(shí)，c（N₂O₄）=0.050mol/L，則c₂=△c（NO₂）=2△c（N₂O₄）=0.10mol/L，所以c₂＞c₃；
60s后反應(yīng)達(dá)平衡，反應(yīng)混合物各組分的濃度不變，所以a=b，
故答案為：N₂O₄?2 NO₂；60%；＞；=
（2）由表可知，20s時(shí)，c（NO₂）=0.060mol/L，所以△c（N₂O₄）=$\frac{1}{2}$△c（NO₂）=0.03mol/L，所以20s的四氧化二氮的濃度c₁=0.1mol/L-0.03mol/L=0.07mol/L；
在0s～20s內(nèi)四氧化二氮的平均反應(yīng)速率為v（N₂O₄）=$\frac{0.03mol/L}{20s}$=0.0015mol•（L•s）^-1，
故答案為：0.07mol/L；0.0015mol•（L•s）^-1；
（3）達(dá)到上述同樣的平衡狀態(tài)，為等效平衡，按化學(xué)計(jì)量數(shù)換算到N₂O₄一邊滿足c（N₂O₄）為0.1mol/L，由N₂O₄?2 NO₂，可知c（NO₂）=2c（N₂O₄）=2×0.1mol/L=0.2mol/L，故答案為：0.2mol/L．

點(diǎn)評(píng) 本題考查化學(xué)平衡的有關(guān)計(jì)算、反應(yīng)速率計(jì)算、等效平衡等，難度中等，注意基礎(chǔ)知識(shí)的積累掌握．