在100℃时,将0.200mol的四氧化二氮气体充入2L真空的密闭容器中,每隔一定的时间对该容器内的物质进行分析,得到如表格:
在100℃时,将0.200mol的四氧化二氮气体充入2L真空的密闭容器中,每隔一定的时间对该容器内的物质进行分析,得到如表格:
| 0 | 2 | 4 | 6 | 8 | 10 |
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)该反应达到平衡时,四氧化二氮的转化率为______%,表中c2______c3、a______b(填“>”、“<”或“=”).(2)2min时四氧化二氮的浓度c1=______mol/L,在0~2min时间段内,四氧化二氮的平均反应速率为______mol/(L•min).(3)100℃时,该反应的平衡常数K=______(4)若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是______mol/L.
【答案】(1)60;>;=
(2)0.070;0.015
(3)0.36
(4)0.200
【解析】N2O4
⇌
2NO2
浓度变化
0.06mol/L
0.120mol/L
所以平衡时N2O4的转化率为
=60%;4min时平衡右移,c2>c3 , 60s时c(NO2)不再变化,反应达到平衡,a=b;所以答案是:60;>;=;2)由表可知,2min时,c(NO2 )=0.060mol/L,所以
N2O4
⇌
2NO2
浓度变化
0.03mol/L
0.060mol/L
所以2min的四氧化二氮的浓度c1=0.1mol/L﹣0.03mol/L=0.07mol/L;在0~2min内四氧化二氮的平均反应速率为v(N2O4)=
=0.015mol/(L•min);所以答案是:0.070;0.015;3)
N2O4
⇌
2NO2
起始(mol/L)
0.100
0
变化(mol/L)
0.060
0.120
平衡(mol/L)
0.040
0.120
平衡常数k=
=
=0.36;所以答案是:0.36;4)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0.100mol/L,由N2O4(g)⇌2NO2(g)可知,二氧化氮的初始浓度=2×0.100mol/L=0.200mol/L;所以答案是:0.200.【考点精析】解答此题的关键在于理解化学平衡的计算的相关知识,掌握反应物转化率=转化浓度÷起始浓度×100%=转化物质的量÷起始物质的量×100%;产品的产率=实际生成产物的物质的量÷理论上可得到产物的物质的量×100%.
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