Question

在100 ℃时，将0.100 mol的N₂O₄气体充入1 L抽空的密闭容器中，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/s 浓度/mol·L-1	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)达到平衡时N₂O₄的转化率为__________%，表中c₂__________c₃，a__________b(选填“＞”“＜”“＝”)。

(2)20 s时N₂O₄的浓度c₁=__________mol·L^-1，在0—20 s内四氧化二氮的平均反应速率为_____________mol·L^-1·s^-1。

(3)若在相同情况下最初向该容器充入的是二氧化氮气体，则要达到上述同样的平衡状态，二氧化氮的起始浓度是__________mol·L^-1。

Answer 1

解析：(1)分析表格中的数据可以看出，c(NO₂)在60 s后不变，反应已达平衡，由N₂O₄2NO₂可知，生成0.120 mol NO₂消耗0.060 mol N₂O₄，所以达到平衡时N₂O₄的转化率为0.060 mol·L^-1/0.100 mol·L^-1×100%=60%；c₃=0.040 mol·L^-1，c₂=0.100 mol·L^-1，所以c₂＞c₃，a=b=0.040 mol·L^-1。

(2)c₁=0.100 mol·L^-1-0.060 mol·L^-1/2=0.070 mol·L^-1，在0—20 s内N₂O₄的平均反应速率为0.030 mol·L^-1/20 s=0.0015 mol·L^-1·s^-1。

(3)在相同情况下最初向该容器充入的是二氧化氮气体，要达到上述同样的平衡状态，二氧化氮的起始浓度=2×0.100 mol·L^-1=0.200 mol·L^-1(一边倒法)。

答案：(1)60  ＞  =

(2)0.070  0.0015

(3)0.200