Question

【題目】在100℃時(shí)，將0.100mol的N2O4氣體充入1L抽空密閉容器中，發(fā)生反應(yīng)：N2O4（g）2NO2．現(xiàn)在隔一定時(shí)間對(duì)該容器內(nèi)的物質(zhì)進(jìn)行分析，得到如下表格：

t/s c/（molL﹣1）	0	20	40	60	80	100
c（N2O4）/（molL﹣1）	0.100	c1	0.050	c3	a	b
c（NO2）/（molL﹣1）	0	0.060	c2	0.120	0.120	0.120

試回答下列問(wèn)題：

（1）達(dá)到平衡時(shí)N2O4的轉(zhuǎn)化率為_____%，表中c2_____c3，a_____b（后兩空選填＞、＜、＝）

（2）20 s的N2O4的濃度c1＝_____mol/L在0～20s內(nèi)N2O4的平均反應(yīng)速率為_____mol/(Ls)；

（3）若其他反應(yīng)條件以及初始物質(zhì)物質(zhì)的量不變，將反應(yīng)的溫度降低到80℃時(shí)，達(dá)到平衡時(shí)NO2的物質(zhì)的量為0.100 mol，那么正反應(yīng)是_____反應(yīng)（選填吸熱或放熱）

（4）若在相同初始情況下最初向該容器充入的是二氧化氮?dú)怏w，要達(dá)到上述同樣的平衡狀態(tài)，二氧化氮的起始濃度為_____mol/L。

Answer 1

【答案】60 ＞ ＝ 0.07mol/L 0.0015 吸熱 0.20mol/L

【解析】

（1）由表可知，60s時(shí)反應(yīng)達(dá)平衡，根據(jù)方程式計(jì)算△c（N2O4），根據(jù)轉(zhuǎn)化率計(jì)算平衡時(shí)N2O4的轉(zhuǎn)化率；根據(jù)方程式計(jì)算，計(jì)算c2、c3，據(jù)此解答；60s后反應(yīng)達(dá)平衡，反應(yīng)混合物各組分的濃度不變；
（2）由△c（NO2），根據(jù)方程式計(jì)算△c（N2O4），20s的四氧化二氮的濃度=起始濃度-△c（N2O4）；
根據(jù)v=計(jì)算v（N2O4）；
（3）80℃時(shí)，達(dá)到平衡時(shí)NO2的物質(zhì)的量為0.100mol，說(shuō)明降低溫度后平衡向著逆向移動(dòng)，據(jù)此判斷反應(yīng)熱；
（4）達(dá)到上述同樣的平衡狀態(tài)，說(shuō)明兩個(gè)平衡為等效平衡，按化學(xué)計(jì)量數(shù)換算到N2O4一邊，滿足c(N2O4)為0.100mol/L。

（1）由表可知，60s時(shí)反應(yīng)達(dá)平衡，c(NO2)＝0.120mol/L，根據(jù)反應(yīng)N2O42NO2可知，平衡時(shí)消耗二氧化氮的濃度為：c(N2O4)＝0.120mol/L×＝0.06mol/L，則平衡時(shí)N2O4的轉(zhuǎn)化率為：＝60%；達(dá)到平衡時(shí)各組分的濃度不再變化，則c3＝a＝b＝0.1mol/L﹣0.06mol/L＝0.04mol/L；由表可知，40s時(shí)，c(N2O4)＝0.050mol/L，N2O4的濃度變化為：（0.1﹣0.05）mol/L＝0.05mol/L，則c2＝0.05mol/L×2＝0.10mol/L，所以c2＞c3，故答案為：60；＞；＝；

（2）由表可知，20s時(shí)，c（NO2）＝0.060mol/L，則反應(yīng)消耗 N2O4的濃度0.030mol/L，則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）＝＝0.0015mol(Ls)﹣1，

故答案為：0.07mol/L；0.0015；

（3）若其他反應(yīng)條件以及初始物質(zhì)物質(zhì)的量不變，將反應(yīng)的溫度降低到80℃時(shí)，達(dá)到平衡時(shí)NO2的物質(zhì)的量為0.100 mol＜0.120 mol/L，說(shuō)明降低溫度后平衡向著放熱的逆向移動(dòng)，則逆向?yàn)榉艧岱磻?yīng)，故正反應(yīng)為吸熱反應(yīng)，故答案為：吸熱；

（4）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0.100mol/L即可，根據(jù)反應(yīng)N2O4 2 NO2可知二氧化氮的濃度應(yīng)該為：c(NO2)＝2c(N2O4)＝0.1mol/L×2＝0.20 mol/L，故答案為：0.20 mol/L。