Question

17．在100℃时，将0.200mol的四氧化二氮气体充入2L抽空的密闭容器中，每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）	0	20	40	60	80	100
n（N2O4） mol	0.200	c1	0.10	c3	a	b
n（NO2） mol	0.000	0.120	c2	0.240	0.240	0.240

试填空：
（1）该反应的化学方程式为N₂O₄（g）?2 NO₂（g），
（2）达到平衡时四氧化二氮的转化率为60%．
（3）20s时四氧化二氮的浓度c₁=0.07 mol•L^-1，
（4）在0～20s时间段内，二氧化氮的平均反应速率为0.003mol/（L．s）．

Answer 1

分析 （1）该反应方程式为 N₂O₄?2 NO₂；
（2）根据表知，60s时该反应达到平衡状态，生成n（NO₂）=0.240mol，则参加反应的n（N₂O₄）=$\frac{1}{2}$n（NO₂）=$\frac{1}{2}$×0.240mol=0.120mol，四氧化二氮的转化率=$\frac{参加反应的n（{N}_{2}{O}_{4}）}{初始n（{N}_{2}{O}_{4}）}$×100%；
（3）20s时，生成n（NO₂）=0.120mol，则参加反应的n（N₂O₄）=$\frac{1}{2}$n（NO₂）=$\frac{1}{2}$×0.120mol=0.060mol，剩余的n（N₂O₄）=0.200mol-0.060mol=0.140mol，根据c=$\frac{n}{V}$计算四氧化二氮的浓度；
（4）在0～20s时间段内，二氧化氮的平均反应速率=$\frac{\frac{△n}{V}}{△t}$．

解答 解：（1）根据题干知，反应物是四氧化二氮、二氧化氮是生成物，结合原子守恒得该反应方程式为 N₂O₄（g）?2 NO₂（g），故答案为：N₂O₄（g）?2 NO₂（g）；
（2）根据表知，60s时该反应达到平衡状态，生成n（NO₂）=0.240mol，则参加反应的n（N₂O₄）=$\frac{1}{2}$n（NO₂）=$\frac{1}{2}$×0.240mol=0.120mol，四氧化二氮的转化率=$\frac{参加反应的n（{N}_{2}{O}_{4}）}{初始n（{N}_{2}{O}_{4}）}$×100%=$\frac{0.120mol}{0.200mol}$×100%=60%，
故答案为：60%；
（3）20s时，生成n（NO₂）=0.120mol，则参加反应的n（N₂O₄）=$\frac{1}{2}$n（NO₂）=$\frac{1}{2}$×0.120mol=0.060mol，剩余的n（N₂O₄）=0.200mol-0.060mol=0.140mol，c（N₂O₄）=$\frac{n}{V}$=$\frac{0.140mol}{2L}$=0.07mol/L，
故答案为：0.07；
（4）在0～20s时间段内，二氧化氮的平均反应速率=$\frac{\frac{△n}{V}}{△t}$=$\frac{\frac{（0.120-0）mol}{2L}}{20s}$=0.003mol/（L．s），
故答案为：0.003mol/（L．s）．

点评 本题考查化学方程式的计算，侧重考查学生分析计算能力，明确两种物质物质的量关系是解本题关键，会正确分析表中数据及隐含的信息，题目难度不大．