山东省潍坊市2017-2018学年高二上学期期中考试化学试题Word版含解析
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山东省潍坊市2017-2018学年高二上学期期中考试化学试题相对原子质量: C 12 N 14 O 16 Na 23 Mg 24 S 32 C1 35.5 Fe 56 Cu64
第I卷(选择题共42分)
一、选择题(本题共14小题,每小题3分,每小题只一个选项符合题意)
1. 习总书记在十九大报告中提出“建设美丽中国,推进绿色发展”。
下列做法不符合这一宗旨的是
A. 大力推行的“煤改气”等清洁燃料改造工程
B. 严禁乱弃废电池,防止重金属污染土壤和水源
C. 向高空排放化工厂产生的废气
D. 利用合适的催化剂将机动车尾气中的CO和NO转化为无害物质
【答案】C
【解析】A、“煤改气”、“煤改电”等清洁燃料改造工程减少了二氧化硫、氮氧化物和可吸入颗粒物,故A正确;B、废电池要回收利用,防止重金属污染土壤和水源,故B正确;
C、向高空排放化工厂产生的废气,造成严重的空气污染,故C错误;
D、利用合适的催化剂将机动车尾气中的CO和NO转化为N2和CO2,减少有害气体对环境的影响,故D正确;故选C。
2. 下列能量转化过程与氧化还原反应无关的是
A. 硅太阳能电池工作时,太阳能转化为电能
B. 银锌电池工作时,化学能转化为电能
C. 电解精炼铜时,电能转化为化学能
D. 火箭推进剂燃烧时,化学能转化为热能
【答案】A
【解析】A、光能转化为电能,不发生化学变化,与氧化还原反应无关,故A正确;B、银锌电池工作时,化学能转化为电能,发生原电池反应,本质为氧化还原反应,故B不符;C、电解精炼铜时,电能转化为化学能,发生电解反应,为氧化还原反应,故C不符;D、火箭推进剂燃烧时,发生氧化还原反应,化学能转化为热能,故D不符;故选A。
3. 在生产、生活中为增大反应速率而采取的措施合理的是
A. 食物放在冰箱中
B. 在食品中添加适量防腐剂
C. 在糕点包装内放置小包除氧剂
D. 工业上燃烧硫铁矿制取SO2时,先将矿石粉碎
【答案】D
【解析】A、冰箱中温度较低,食物放在冰箱中,可减小食物腐败的速率,故A不符;B、在食品中添加适量防腐剂,减慢食品变质的速度,故B不符;C、在糕点包装内放置小包除氧剂,可抑制糕点的氧化,防止变质,故C不符;D、工业上燃烧硫铁矿制取SO2时,先将矿石粉碎,固体表面积增大,反应速率增大,故D正确;故选D。
4. 金属铜用途广泛,下列条件下金属铜的质量减小的是
A. 铜锌原电池中的铜电板
B. 向铁上镀铜时的铜电极
C. 电解精炼铜时的纯铜电极
D. 电解CuSO4溶液时的阴极铜
【答案】B
【解析】A、铜锌原电池中的铜电板,作正极,质量不变,故A错误;B、向铁上镀铜时的铜电极,作电解池的阳极,发生Cu-2e-=Cu2+,故B正确;C、电解精炼铜时的纯铜电极作电解池的阴极,质量不减少,发生Cu2++2e-=Cu,电极质量增加,故C错误;D、电解CuSO4溶液时的阴极铜,发生Cu2++2e-=Cu,电极质量增加,故D错误;故选B。
5. 下列有关金属腐蚀和防护的说法正确的是
A. 金属腐蚀的本质是金属被还原
B. 使用物品久置表面变暗主要是化学腐蚀的结果
C. 镀锡铁板比镀锌铁板更耐腐蚀
D. 在海轮外壳连接锌块采用的是牺牲阳极的阴极保护法
【答案】D
【解析】A、金属腐蚀的本质是金属被氧化,故A错误;B、使用物品久置表面变暗有的主要是电化学腐蚀的结果,如铁器生锈;使用物品久置表面变暗有的主要化学腐蚀,纯银质物品久置表面变暗,是因为银的表面形成硫化银,属于化学腐蚀;故B错误;C、铁比锡活泼,镀锡铁板更易腐蚀,锌比铁活泼,镀锌铁板更耐腐蚀,故C错误;D、牺牲阳极的阴极保护法是指原电池的负极金属易被腐蚀,而正极金属被保护,在海轮外壳连接锌块采用的是牺牲阳极的阴极保护法,故D正确;故选D。
6. 已知101kPa、298℃时,C(s,石墨)+O2(g)=CO2(g) △H=-393.5kJ/mol;
2CO(g)+O2(g)=2CO2(g) △H=-568kJ/mol
则反应2 C(s,石墨)+O2(g)=2CO(g) △H=akJ/mol中a的值为
A. -219
B. 109.5
C. -109.5
D. 219
【答案】A
7. 在T℃,将1molN2和3molH2充入体积为1L的密闭容器中发生反应,一段时间后达到平衡。
在相同温度下,测得容器压强是反应前的0.9倍。
则N2的转化率为
A. 15%
B. 20%
C. 25%
D. 30%
【答案】B
【解析】设N2的转化率为x
N2+3H22NH3
n始/mol 1 3
n变/mol x 3x 2x
n平/mol 1-x 3-3x 2x
压强是反应前的0.9倍,=0.9,x=0.2,故选B。
8. 用铂电极电解某金属的硫酸盐(XSO4)溶液,当阳极上收集到1.12L气体(标准状况,忽略气(体溶解)时,阴极质量增加6.4g,下列判断不正确的是
A. 该金属是Cu
B. 电路中有0.1mol电子通过
C. 电解后溶液的pH降低
D. 向电解后的溶液中加入0.1molCuO可使溶液恢复电解前的状态
【答案】B
【解析】用铂电极电解某金属的硫酸盐(XSO4)溶液,当阳极上收集到1.12L气体(标准状况),n(O2)==0.05mol,转移的电子数0.05mol×4=0.2mol,根据转移电子相等,生成M的物质的量==0.1mol,M摩尔质量==64g·mol-1,摩尔质量在数值上等于其相对原子质量,所以M的相对原子质量是64,A. 该金属是Cu,故A正确;B、电路中有0.2mol电子通过,故B错误;C、2XSO4+2H2O2X+O2↑+2H2SO4,电解后生成硫酸,电解后溶液的pH降低,故C正确;D、生成的金属0.1mol Cu和氧气0.05mol,相当于
0.1mol CuO,向电解后的溶液中加入0.1molCuO可使溶液恢复电解前的状态,故D正确;故选B。
点睛:本题考查电解原理,侧重考查分析计算能力,解题关键:利用转移电子守恒可求出金属的相对原子质量,易错选项是C。
9. 如图是某兴趣小组同学设计的原电池装置,下列叙述不正确的是
A. 电极I作原电池的正极
B. 电极II的电极反应式为Cu-2e-=Cu2+
C. 该原电池的总反应为Fe3++Cu=Cu2++Fe2+
D. 盐桥中装有含氯化钾的球脂。
K+移向FeCl3溶液
【答案】C
【解析】A、铂电极上铁离子得电子发生还原反应,所以铂电极作正极,故A正确;B、铜电极上铜失电子发生氧化反应,电极反应式为:Cu-2e-=Cu2+,故B正确;C、该原电池负极上铜失电子,正极上铁离子得电子,所以其电池反应式为2Fe3++Cu=Cu2++2Fe2+,故C错误;D、盐桥的作用是平衡正负极两池的电荷,盐桥中离子的定向移动形成电流,K+移向FeCl3溶液,移向正极,故D正确;故选C。
点睛:本题考查原电池原理,侧重于学生的分析能力的考查,解题关键:正负极上得失电子,盐桥的作用,注意电子不在电解质溶液和盐桥流动。
易错点C,方程式的书写要符合电荷守恒的原则。
10. 最新报道科学家首次用X射线激光技术观察到CO与O在催化剂表面形成化学键的过程。
反应过程的示意图如图所示:
下列说法正确的是
A. CO和O生成CO2是吸热反应
B. 在该过程中,CO断键形成C和O
C. CO和O生成了具有极性共价键的CO2
D. 状态Ⅰ→状态Ⅲ表示CO与O2反应的过程
【答案】C
【解析】试题分析:A.由图可知反应物总能量大于生成物总能量,为放热反应,故A错误;B.由图可知不存在CO的断键过程,故B错误;C.CO与O在催化剂表面形成CO2,CO2
含有极性共价键,故C正确;D.状态Ⅰ→状态Ⅲ表示CO与O反应的过程,而不是与氧气反应,故D错误;故选C。
【考点定位】考查化学反应原理的探究
【名师点晴】本题侧重于化学反应原理的探究的考查,题目着重于考查学生的分析能力和自学能力,注意把握题给信息。
由图可知反应物总能量大于生成物总能量,为放热反应,CO 与O在催化剂表面形成CO2,不存在CO的断键过程。
11. 在T℃,将amolN2和bmolO2 充入体积为IL 的密闭容器中发生反应:
N2(g)+O2(g) = 2NO(g) △H=181.5kJ/mol,反应过程中v正与v逆的变化如图所示。
下列说法正确的是
A. 若t1时NO为cmol,则0~t1时间段内平均反应速率v(N2)=
B. t1~t2时间段内v正(O2)=2v逆(NO)
C. 图中所示的阴影部分面积的含义是v正与v逆的差
D. 其他条件不变,t2时刻升高温度,v正与v逆均增大,且v正>v逆
【答案】D
下,反应物A的转化率如下图所示,下列判断正确的是
A. △H>0,m+n>x+y
B. △H>0,m+n<x
C. △H<0,m+n>x
D. △H<0,m+n>x+y
【答案】C
【解析】由图a,p1到达平衡时所用时间短,p2到达平衡时所用时间长,所用压强为p2的反应速率慢,为p1的反应速率快,压强越大反应速率越大,所以p2<p1;增大压强,化学平衡向气体体积减小的方向移动,由图可知,增大压强,A的转化率增大,平衡向正反应方向移动,所以反应前的计量数大于反应后的计量数,即m+n>x;图b知,随着温度的升高,A的转化率减小,平衡向逆反应方向移动,由平衡原理,升高温度,平衡向吸热反应方向移动,所以逆反应方向是吸热反应,正反应是放热反应,即△H<0。
故选C。
13. 电解法可提纯含有某些含氧酸根杂质的祖KOH溶液,其工作原理如图所示。
下列有关
说法不正确的是
A. 阳极反应为4OH-4e-=2H2O+O2↑
B. 通电后阴极区附近溶液pH会增大
C. 纯净的KOH溶液从a出口导出
D. K+通过交换膜从阳极区移向阴极区
【答案】C
【解析】A、电解过程相当于电解水,阳极反应式为:4OH--4e-=2H2O+O2↑,故A正确;
B、电解时阴极电极反应为:4H++4e-=2H2↑,氢离子浓度减小,氢氧根浓度增大,溶液的pH增大,故B正确;
C、在b电极附近产生氢氧根离子,钾离子向b电极移动,所以除去杂质后氢氧化钾溶液从液体出口b导出,故C错误;
D、用氯化钾制备氢氧化钾时,阴极上氢离子放电,阳极上氯离子放电,K+通过交换膜从阳极区移向阴极区,故D正确;故选C。
14. T℃时,将2.0molA(g)和2.0molB(g)充入体积为1L的密闭容器中,在一定条件发生下述反应: A(g)+B(g)2C(g)+D(s) △H<0;t时刻反应达到平衡时,C(g)为2.0mol。
下列说法正确的是
A. t时刻反应达到平衡时,A(g)的体积分数为20%
B. T℃时该反应的化学平衡常数K c=2
C. t时刻反应达到平衡后,缩小容器体积,平衡逆向移动
D. 相同条件下,若将1.0molA(g)和1.0molB(g)充入同样容器,达到平衡后,A(g)的转化率为50%
【答案】D
【解析】先列出三段式
A(g)+B(g)2C(g)+D(s)
n始/mol 2 2
n变/mol 1 1 2
n平/mol 1 1 2
A、t时刻反应达到平衡时,A(g)的体积分数为×100%=25%,故A错误;
B、T℃时该反
应的化学平衡常数K c==4,故B错误;C、本反应是反应前后气体体积不变的反应,縮小容器体积,加压后平衡不移动,故C错误;D、温度相同,平衡常数不变,令A的转化率为
x,Kc==4,x=0.5,故D正确;故选D。
第II卷(非选择题共58分)
15. 氢氧燃料电池是符合绿色化学理念的新型发电装置,如图为电池示意图,该电池电极表面镀层铂粉(铂粉吸附气体的能力强,性质稳定) ,请回答下列问题:
(1)该装置能量转化的主要形式是_________。
(2)在导线中电子流动方向为_________(用a、b表示)。
(3)负极反应式为_________ 。
(4)电极表面镀铂粉的目的:_________。
(5)若将该电池中的KOH溶液换为稀硫酸,内电路溶液中H+向_________ (填“正极”或“负极”)移动,电池工作时正极的反应式为_________。
【答案】(1). 由化学能转变为电能(2). 由a到b(3). H2+2OH--2e-=2H2O (4). 增大电极单位面积吸附H2、O2分子数,加快电极反应速率(5). 正极(6).
O2+4H++4e-=2H2O
【解析】(1)原电池的实质为化学能转化成电能,(2)氢氧燃料电池总反应为2H2+O2=2H2O,其中H元素的化合价从零价升至+1价,失去电子,即电子从a流向b;(3)负极为失去电子的一极,即H2失电子生成H+,由于溶液是碱性的,负极反应式为
H2+2OH--2e-=2H2O;(4)电极表面镀铂粉的目的:增大电极单位面积吸附H2、O2分子数,加快电极反应速率;(5)若将该电池中的KOH溶液换为稀硫酸,内电路溶液中H+向正极;电池工作时正极的反应式为O2+4H++4e-=2H2O。
16. 电解在化工生产、金属冶炼及科学研究等方面有重要应用。
(1)工业上用电解熔融氧化铝的方法来制取金属铝。
纯净氧化铝的熔点很高(约2045℃),在实际生产中,通过加入助熔剂冰晶石Na3AlF6) 在1000℃左右就可以得到熔融体。
①写出电解时阳极的电极反应式:___________。
②电解过程中作阳极的石墨易消耗,原因是___________。
(2) 电解食盐水是氯破工业的基础。
①电解所用食盐水由粗盐水精制而成,精制时,为除去Mg2+和Ca2+,要加入的试剂分别为
____、_____。
电解时,阴极反应的主要产物是___________。
②电解时用盐酸控制阳极区的pH在2~3,用必要的文字和反应方程式说明原因:
___________。
(3)Cu2O是半导体材料,工业上常用电解法制取。
电解装置如下图所示。
电解装置中采用离了交换膜控制阳极区OH-的浓度而制备纳米Cu2O。
该离子交换膜是
____(填“阴”或“阳”)离子交换膜,阳极生成Cu2O的电极反应式为__________。
【答案】(1). 2O2--4e-=O2↑(2). 石墨电极被阳极上产生的氧气氧化(3). NaOH (4). Na2CO3(5). NaOH和H2(6). Cl2+H2O HCl+HClO,增大H+和Cl-浓度,抑制氯气与水的反应,减少氯气的损失(7). 阴(8). 2Cu-2e-+2OH-=Cu2O+H2O
【解析】(1)①由电解装置可知,阳极上氧离子失去电子,电极反应2O2--4e-=O2↑;②阳极上产生氧气,石墨电极被阳极上产生的氧气氧化,故电解过程中作阳极的石墨易消耗。
(2)①食盐溶液中混有Mg2+和Ca2+,可以利用过量NaOH溶液除去Mg2+,利用过量Na2CO3
溶液除去Ca2+;电解时,阴极反应2H20+2e-=2OH-+H2↑,阴极反应的主要产物是NaOH和H2;②电解时用盐酸控制阳极区的pH在2~3,用必要的文字和反应方程式说明原因:
Cl2+H2O HCl+HClO,增大H+和Cl-浓度,抑制氯气与水的反应,减少氯气的损失。
(3)
用阴离子交换膜控制电解液中控制阳极区OH-的浓度而制备纳米Cu2O。
在电解池中,当阳极是活泼电极时,该电极本身发生失电子得还原反应,在碱性环境下,金属铜失去电子的电极反应为2Cu-2e-+2OH-=Cu2O+H2O。
17. 铁元素及其化合物与人类的生产生活息息相关,试回答下列问题:
(1)有科学家提出可利用FeO吸收和利用CO2,相关热化学方程式如下:
6FeO(s)+CO2(g)=2Fe3O4(s)+C(s) △H=-76.0kJ/mol,
C(s)+2H2O(g)=CO2(g)+2H2(g) △H=113.4kJ/mol;
写出FeO(s)和H2O(g)生成Fe3O4(s)和H2(g)的热化学方程式:___________。
(2)以H2、O2、熔融Na2CO3组成燃料电池,采用电解法制备Fe(OH)2,装置如图所示,其中P端通入CO2.
①石墨II电极的名称是______(填“正极”或“负极”);
石墨I电极上的电极反应式为__________。
②Y电极的电极材料是_________;X电极的电极反应式为_________。
通电一段时间后,若右侧玻璃管中产生1molFe(OH)2白色沉淀,理论上P端通入的CO2在标准状况下的体积至少为_____L。
【答案】(1). 3FeO(s)+H2O(g)= Fe3O4(s)+ H2(g) ΔH=18.7 kJ·mol一1(2). 正极(3). H 2-2e-+CO=CO2+H2O (4). Fe或铁(5). 2H2O+2e-=H2↑+2OH-(6).
22.4
【解析】(1)6FeO(s)+CO2(g)=2Fe3O4(s)+C(s) △H=-76.0kJ/mol,C(s)+2H2O(g)=CO2(g)+2H2(g) △H=113.4kJ/mol;两热化学方程式相加除以2得:3FeO(s)+H2O(g)=Fe3O4(s)+H2(g)△H=(-76.0kJ·mol-1+113.4kJ·mol-1)÷2=+18.7kJ·mol-1,热化学方程
式:3FeO(s)+H2O(g)= Fe3O4(s)+ H2(g) ΔH=18.7 kJ·mol一1;(2)①石墨II电极上氧气得电子,是原电池的正极;石墨电极Ⅰ是通入氢气发生的还原反应,氢气得到电子在熔融盐Na2CO3组成燃料电池中反应生成水,依据电荷守恒配平书写电极反应为:H2-2e-+CO32-
═CO2+H2O;②阳极Y必须是铁电极,Fe-2e-=Fe2+,X电极与负极相连作电解池的阴极,阴极发生的反应是溶液中的氢离子得到电子生成氢气,碱溶液中电极反应:2H2O+2e-=H2↑+2OH -;通电一段时间后,若右侧玻璃管中产生1molFe(OH)2白色沉淀,理论上P端通入的CO2在标准状况下的体积:由关系式Fe(OH)2~2e-~H2~CO2,产生1molFe(OH)2,P端通入的1mol CO2,即通入标准状况下22.4LCO2。
18. 中石化重庆涪陵建成我国的个国家级页岩气示范区,页岩气的主要成分为CH4.请回答下列问题:
(1)已知甲烷的燃烧热为890kJ/mol;N2与O2反应生成NO的过程如下:
则CH4(g)+4NO(g)=2N2(g)+ CO2(g)+2H2O(l) △H=______kJ/mol。
(2) 页岩气可用于生产合成气(CO和H2) 其反应的热化学方程式为
CH4(g)+H2O(g)CO(g)+3H2(g) △H=206.2kJ/mol。
①对于气相反应,用各组分的平衡压强(p)表示平衡常教(记作Kp),则生产合成气的
Kp=_____,你认为可同时提高化学反应速率和CH4转化率的措施是______或______。
②在某一给定进料比的情况下,温度、压强对平衡时H2物质的量分数的影响如图所示。
由图可知,在相同温度下,CH4的转化率随压强的增大而______(填“增大”“减小”或“不变”),原因是_______________。
若要达到H2的物质的量分数>65%,以下条件中最合适的是
_____(填序号)。
a.600℃,0.2MPa
b.600℃,0.9MPa
c.700℃,0.9 MPa
d.800℃,1.5MPa
【答案】(1). -1256(2). (3). 增加水蒸气的浓度(4). 升高温
度(5). 减小(6). 反应分子数增大,相同温度下,压强升高甲烷转化率减小(7). a
【解析】(1)根据图,旧键断裂吸收能量为:
945+498=1443KJ·mol-1,放出能量为:2×630=1260KJ·mol-1,则热化学方程式为
2NO=O2+N2△H=-1260+1443=183KJ·mol-1①;甲烷燃烧热为890kJ·mol-1,可写出热化学方程式为CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(l),△H=-890kJ·mol-1②;由盖斯定律可知②+①×2,可得目标热化学方程式,则△H=-890kJ·mol-1+183·mol-1×2=-1256kJ·mol-1;①对于气体反应,用某组分(B)的平衡压强(p B)代替物质的量浓度(c B)也可以表示平衡常
数(记作K P),则反应CH4(g)+H2O(g)CO(g)+3H2(g) 的K P=;正反应是吸热反应,升高温度反应速率增大,平衡正向移动,CH4转化率增大;增加水蒸气的浓度反应速率增大,平衡正向移动,CH4转化率增大。
②由图可知,在相同温度下,H2的物质的量分数,随压强的增大而减小,说明CH4的转化率随压强的增大减小,
CH4(g)+H2O(g)CO(g)+3H2(g) 是气体体积增大的反应,加压平衡逆向移动,故原因是:由于该反应是分子数增大的反应,相同温度下,压强升高甲烷转化率减小;该反应是放热气体体积增大的反应,若要达到H2的物质的量分数>65%,较低的温度,和较小的压强,以达到降低成本的目的,故选a。
19. 在100℃时,将0.40mol的二氧化氮气体充入2L真空的密闭容器中,发生反应:
2NO2(g)N2O4(g) △H=-24.4kJ/mol,每隔一段时间对该容器内的物质进行分析,得到数据如表所示:
(1)从反应开始至20s时,二氧化氮的平均反应速率为_______mol·L-1·s-1。
(2)n3=______,100℃时该反应的平衡常数为______(保留一位小数)。
平衡后,若升高温度,该反应的化学平衡常数将_______(填“增大”、“减小”或“不变”)。
(3)下述各项能说明反应达到平衡状态的是_______(填序号)。
a.v正(N204)= 2v逆(NO2)
b.体系颜色不变
c.气体平均相对分子质量不变
d.气体密度不变
(4)达到平衡后,分别在80s、120s、140s时只改变一个条件,v正、v逆发生如下图所示变化;则80s时改变的条件可能是________。
(5)若在相同情况下,最初向该容器中充入的是四氧化二氮气体,要达到上述同样的平衡状态,四氧化二氮的起始浓度是_______mol/L。
【答案】(1). 0.002 5(2). 0.24(3). 2.8(4). 减小(5). bc(6). 向该容器中充入四氧化二氮(7). 0.10
【解析】(1)从反应开始直至20s时,生成的四氧化二氮的物质的量为0.05mol,根据反应:2NO2N2O4,消耗的二氧化氮物质的量为:0.1mol,二氧化氮的反应速率为:v(NO2)=
=0.0025mol·L-1·s-1;(2)60s后达到平衡,
2NO2(g)N2O4(g)
n始/mol 0.4
n变/mol 0.16 0.08
n平/mol 0.24 0.08
根据表中的数据可知,60s时反应达到了平衡状态,60s和80s时二氧化氮的物质的量相等,即n3=n4,达到平衡状态时,n(N2O4)=0.08mol,n(NO2)=0.4mol-0.08mol×2=0.24mol,
100℃时该反应的平衡常数为k==2.8;2NO2(g)N2O4(g) △H=-24.4kJ/mol,该
反应是放热反应,平衡后,若升高温度,平衡逆向移动,该反应的化学平衡常数将减小;(3)a、应是2v正(N204)= v逆(NO2) 时反应达到平衡状态,故a错误;b、体系颜色不变,说明二氧化氮浓度不变,反应到达平衡状态,故b正确;c、混合气体总质量不变,随反应减小混合气体总物质的量增大,平均相对分子质量减小,当气体平均相对分子质量不变时,反应到
达平衡状态,故c正确;d、混合气体的总质量不变,容器的容积不变,气体密度始终不变,故d错误;故选bc。
(4)达到平衡后,140s时v正、v逆均减小,可能是降温,降温时平衡正向移动,图中逆向移动,不符;或减小压强,平衡向气体体积增大的方向移动,符合;120s 时是加入催化剂,则80s时改变的条件可能是增大生成物的浓度,平衡逆向移动,即向该容器中充入四氧化二氮。
(5)若在相同情况下,最初向该容器中充入的是四氧化二氮气体,要达到上述同样的平衡状态,说明两个反应为等效平衡,根据反应方程式,需要四氧化二氮的物质的量为:0.40mol×1/2=0.20mol,c(N2O4)=0.20mol/2L=0.10mol·L-1,四氧化二氮的起始浓度是0.10mol/L。