在100℃时,将0.1mol的四氧化二氮气体充入1L的抽空的密闭容器中,隔一定时间对该容器内的物质进行分析,得到如下表格

在100℃时,将0.1mol的四氧化二氮气体充入1L的抽空的密闭容器中,隔一定时间对该容器内的物质进行分析,得到如下表格:

浓度时间/s
020406080100
c(N204)/mol•L-10.1c10.05c3c3c3
c(N02)/mol•L-100.06c20.120.120.12
试回答下列问题:
(1)20s时四氧化二氮的浓度c1=______,在0-20s内四氧化二氮的平均反应速率为______.
(2)反应进行到40s时,体系______(填“达到”或“没有达到”)平衡状态.
(3)下列依据中,能判断该反应已经达到化学平衡状态的是______(填字母).
A.容器内压强不变;B.v(N2O4)=v(NO2);C.c(N2O4)=c(NO2);D.混合气体的颜色不再变化
(4)100℃时,反应N2O4(g)⇌2NO2(g)的化学平衡常数K=______;若在相同情况下最初向该容器中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______.
wangbin0623 1年前 已收到1个回答 举报

cocktail077 幼苗

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解题思路:(1)由△c(NO2),根据方程式计算△c(N2O4),20s的四氧化二氮的浓度=起始浓度-△c(N2O4);根据v=[△c/△t]计算v(N2O4);
(2)由△c(N2O4),根据方程式计算△c(NO2),40s的二氧化氮的浓度=2△c(N2O4),再与60s时的浓度相比;
(3)根据平衡状态的判断依据判断;
(4)依据化学方程式和平衡常数概念写出平衡常数表达式,依据80°C平衡状态下结合三段式列式计算平衡浓度计算平衡常数;达到上述同样的平衡状态,为等效平衡,按化学计量数换算到N2O4一边,满足c(N2O4)为0.100mol/L.

(1)由表可知,20s时,c(NO2)=0.060mol/L,所以
N2O4⇌2 NO2
浓度变化:0.03mol/L 0.060mol/L
所以20s的四氧化二氮的浓度c1=0.1mol/L-0.03mol/L=0.07mol/L;
在0s~20s内四氧化二氮的平均反应速率为v(N2O4)=[0.03mol/L/20s]=0.0015mol•(L•s)-1
故答案为:0.07mol/L;0.0015mol•(L•s)-1
(2)由表可知,40s时,c(N2O4)=0.050mol/L,
N2O4⇌2NO2
浓度变化:(0.1-0.05)mol/L0.10mol/L
所以c2=0.10mol/L,c2<0.12mol/L,即60s后反应达平衡,
故答案为:没有达到;
(3)N2O4⇌2NO2 ,反应是气体体积增大的反应,则
A、容器内压强不变,气体的物质的量不变,该反应达平衡状态,故A正确;
B、不同物质的正逆反应速率之比等于其计量数之比是平衡状态,2v(N2O4)=v(NO2),是平衡状态,故B错误;
C、容器内各物质的浓度相等,不能证明正逆反应速率相等,故C错误;
D、混合气体的颜色不再变化,说明c(NO2)不变,该反应达平衡状态,故D正确;
故答案为:AD;
(4)N2O42NO2,平衡常数K=
c2(NO 2)
c(N2O 4),100°C时,平衡状态和60S是相同平衡状态,平衡浓度c(NO2)=0.12mol/L,c(N2O4)=0.04mol/L;
平衡常数K=
c2(NO 2)
c(N 2O4)=0.36mol•L-1
要达到上述同样的平衡状态,为等效平衡,按化学计量数换算到N2O4一边,满足c(N2O4)为0.100mol/L.
所以 N2O4⇌2 NO2
0.1mol/L 0.20mol/L
故答案为:0.36mol•L-1;0.20mol/L.

点评:
本题考点: 化学平衡建立的过程;化学平衡状态的判断;化学平衡的计算.

考点点评: 本题考查化学平衡的有关计算、等效平衡等,难度中等,注意基础知识的积累掌握.

1年前

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