Question

在溫度為373K時，將0.100mol無色的N₂O₄氣體放入1L抽空的密閉容器中，立刻出現(xiàn)紅棕色，直至建立N₂O₄?2NO₂的平衡．下圖是隔一定時間測定到的N₂O₄的濃度（縱坐標為N₂O₄的濃度，橫坐標為時間）
（1）計算在20至40秒時間內(nèi)，NO₂的平均生成速率為

 

mol?L^-1?S^-1
（2）①該反應的化學平衡常數(shù)表達式為

 

，②求該溫度下平衡常數(shù)的值．（寫出計算過程，下同）
（3）求達到平衡狀態(tài)時N₂O₄的轉化率．
（4）求平衡時容器內(nèi)氣體壓強與反應前的壓強之比為多少？（最簡整數(shù)比）

Answer 1

考點：化學平衡的計算

專題：化學平衡專題

分析：（1）由圖象可知，20至40秒時間內(nèi)N₂O₄的濃度由0.07mol/L減小為0.050mol/L，以此計算其反應速率，再利用反應速率之比等于化學計量數(shù)之比計算NO₂的反應速率；
（2）平衡常數(shù)為生成物濃度冪之積與反應物濃度冪之積的比，依據(jù)化學平衡三段式列式計算平衡濃度計算平衡常數(shù)；
（3）轉化率=

消耗量

起始量

×100%計算；
（4）結合（2）的計算結果，氣體壓強之比等于氣體物質的量之比計算得到．

解答： 解：（1）由圖象可知，20至40秒時間內(nèi)N₂O₄的濃度由0.07mol/L減小為0.050mol/L，
則其反應速率為

0.07mol/L-0.05mol/L

20s

=0.001mol/（L．s），
由反應速率之比等于化學計量數(shù)之比，則NO₂的反應速率為0.001mol/（L．s）×2=0.002mol/（L．s），
故答案為：0.002；
（2）①平衡常數(shù)為生成物濃度冪之積與反應物濃度冪之積的比，則K=

c2(NO2)

c(N2O4)

，故答案為：

c2(NO2)

c(N2O4)

；
②依據(jù)化學平衡三段式列式計算
                N₂O₄?2NO₂
起始量（mol/L） 0.100   0
變化量（mol/L） 0.06    0.12
平衡量（mol/L） 0.04    0.12
則K=

c2(NO2)

c(N2O4)

=

0.122

0.04

=0.36mol/L，
答：平衡常數(shù)為0.36mol/L；
（3）達到平衡狀態(tài)時N₂O₄的轉化率=

0.06mol/L

0.100mol/L

×100%=60%，答：達到平衡狀態(tài)時N₂O₄的轉化率60%；
（4）依據(jù)（2）計算平衡時容器內(nèi)氣體壓強與反應前的壓強之比=氣體物質的量之比=（0.04+0.12）：0.10=8：5，
答：平衡時容器內(nèi)氣體壓強與反應前的壓強之比為8：5．

點評：本題考查了化學平衡計算方法，主要是反應速率、平衡常數(shù)概念的計算應用，掌握基礎是關鍵，題目較簡單．