在100℃时，将0.100molN2O4气体充入1L恒容抽空的密闭容器中，隔一定时间对该容器内物质的浓度进行分析得到如表数据：时间（s）020406080c（N2O4）/mol•L-10.100c10.050c3c4c（NO2）/mol•L-10.0000.060c20.1

Question

在100℃时，将0.100mol N₂O₄气体充入1L恒容抽空的密闭容器中，隔一定时间对该容器内物质的浓度进行分析得到如表数据：

时间（s）	0	20	40	60	80
c（N2O4）/mol•L-1	0.100	c1	0.050	c3	c4
c（NO2）/mol•L-1	0.000	0.060	c2	0.120	0.120

（1）该反应的平衡常数表达式为

([NO2]2)/([N2O4])

([NO2]2)/([N2O4])

；从表中分析：
c₁______c₂，c₃______c₄（填“＞”、“＜”或“=”）．
（2）在上述条件下，从反应开始直至达到化学平衡时，N₂O₄的平均反应速率为______mol•L^-1•s^-1．
（3）达平衡后下列条件的改变可使NO₂气体浓度增大的是______（填字母序号）．
A．扩大容器的容积  B．再充入一定量的N₂O₄C．分离出一定量的NO₂  D．再充入一定量的He
（4）若在相同条件下，起始时只充入0.080mol NO₂气体，则达到平衡时NO₂气体的转化率为______．

Answer 1

（1）N₂O₄（g）⇌2NO₂（g），反应的平衡常数K=([NO2]2)/([N2O4])；
20s时c（NO₂）=0.060mol/L
N₂O₄⇌2 NO₂，
浓度变化 0.030mol 0.060mol/L
c₁=0.10mol/L-0.03mol/L=0.070mol/L；
由表可知，40s时，c（N₂O₄）=0.050mol/L，
N₂O₄⇌2 NO₂，
浓度变化：（0.1-0.05）mol/L 0.10mol/L
所以c₂=0.10mol/L
所以c₂＞c₁；
故答案为：([NO2]2)/([N2O4])；＜；=；
（2）由表可知，60s时反应达平衡，c（NO₂）=0.120mol/L，
N₂O₄⇌2 NO₂，
浓度变化：0.06mol/L 0.120mol/L

V（N₂O₄）=(0.060mol/L)/(60s)=0.001mol/（L•s）；
故答案为：0.001；
（3）N₂O₄=2 NO₂ 反应是气体体积减小的放热反应，依据化学平衡原理分析选项，增大二氧化氮浓度的条件；
A、增大容器体积，各组分浓度均减小，故A错误；
B、再充入四氧化二氮，平衡正向移动，二氧化氮浓度增大，故B正确；
C、减小NO₂的浓度，平衡虽正向进行，但二氧化氮的浓度减小，故C错误；
D、再充入一定量的He，总压增大，气体分压不变，平衡不变，二氧化氮浓度不变，故D错误；
故选B；
（4）依据平衡浓度计算平衡常数，结合化学平衡三段式列式计算；
               N₂O₄⇌2 NO₂，
起始量（mol/L） 0.10   0
变化量（mol/L） 0.06  0.12
平衡量（mol/L） 0.04  0.12
K=(0.122)/(0.04)=0.36
若起始时充入N0₂气体0.080mol，设消耗二氧化氮物质的量浓度为x，2 NO₂=N₂O₄ ，K=(1)/(0.36)
                2 NO₂=N₂O₄
起始量（mol/L） 0.0800  0
变化量（mol/L）  x      0.5x
平衡量（mol/L） 0.080-x 0.5x
K=(0.5x)/((0.080−x)2)=(1)/(0.36)
x=0.020mol/L
则达到平衡时N0₂气体的转化率=(0.020)/(0.080)×100%=25%，
故答案为：25%．