Question

在373K時，把0.5mol N₂O₄氣體通入體積為5L的真空密閉容器中，立即出現(xiàn)紅棕色．N₂O₄?2NO₂，反應(yīng)進(jìn)行到2s時，NO₂的濃度為0.02mol/L．在60s時，體系已達(dá)到平衡，此時容器內(nèi)壓強(qiáng)為反應(yīng)前的1.6倍．下列說法正確的是（　　）

A．前2s，以N₂O₄濃度變化表示的平均反應(yīng)速率為0.01mol?L^-1?s^-1

B．平衡時，若往容器內(nèi)充入二氧化氮?dú)怏w，則可提高N₂O₄的轉(zhuǎn)化率

C．平衡時，體系內(nèi)含N₂O₄ 0.25mol

D．在2s時，體系內(nèi)壓強(qiáng)為反應(yīng)前的1.1倍

Answer 1

分析：A．根據(jù)化學(xué)反應(yīng)速率的定義可知，利用單位時間內(nèi)濃度的變化量來計(jì)算化學(xué)反應(yīng)速率；
B．若往容器內(nèi)充入二氧化氮?dú)怏w，相當(dāng)于壓縮容器體積，相當(dāng)于增大壓強(qiáng)，利用壓強(qiáng)對化學(xué)平衡的影響來分析能否提高N₂O₄的轉(zhuǎn)化率；
C．利用平衡時容器內(nèi)壓強(qiáng)為開始時的1.6倍來計(jì)算平衡時各物質(zhì)的物質(zhì)的量；
D．利用一定條件下反應(yīng)前后的物質(zhì)的量之比等于壓強(qiáng)之比來計(jì)算．

解答：解：A.2秒時，NO₂的濃度為0.02摩/升，則轉(zhuǎn)化的N₂O₄的濃度為0.01mol/L，則前2秒，以N₂O₄的濃度變化表示的平均反應(yīng)速度為

0.01mol/L

2s

=0.005mol/L．s，故A錯誤；
B．平衡時，若往容器內(nèi)充入二氧化氮?dú)怏w，相當(dāng)于在原來的基礎(chǔ)上縮小體積，由N₂O₄═2NO₂，則縮小體積，壓強(qiáng)增大，化學(xué)平衡逆向移動，N₂O₄的轉(zhuǎn)化率降低，故B錯誤；
C．設(shè)轉(zhuǎn)化的N₂O₄的物質(zhì)的量為x，則平衡時N₂O₄的物質(zhì)的量為0.5mol-x，NO₂的物質(zhì)的量為2x，由平衡時容器內(nèi)壓強(qiáng)為開始時的1.6倍，則

0.5mol-x+2x

0.5mol

=1.6，解得x=0.3mol，則平衡時N₂O₄的物質(zhì)的量為0.5mol-x=0.5mol-0.3mol=0.2mol，故C錯誤；
D．由N₂O₄═2NO₂，2秒時NO₂的物質(zhì)的量為0.1mol，N₂O₄的物質(zhì)的量為0.5mol-0.01mol/L×5L=0.45mol，由反應(yīng)前后的物質(zhì)的量之比等于壓強(qiáng)之比，則在2秒時體系內(nèi)的壓強(qiáng)為開始時的

0.1mol+0.45mol

0.5mol

=1.1倍，故D正確；
故選D．

點(diǎn)評：本題考查化學(xué)平衡及化學(xué)反應(yīng)速率的計(jì)算，題目難度中等，明確信息中的壓強(qiáng)關(guān)系及不同時間混合體系中各物質(zhì)的物質(zhì)的量的關(guān)系是解答的關(guān)鍵，并熟悉化學(xué)反應(yīng)速率的計(jì)算式及影響化學(xué)平衡移動的因素即可解答．