Question

在一定溫度下，將0.20molN₂O₄氣體充入2.0L密閉容器中，間隔一定時(shí)間對(duì)該容器的氣體進(jìn)行分析數(shù)據(jù)如下：

時(shí)間 （s）	0	20	40	60	80
c（N2O4）mol/L	0.10	C1	0.050	C3	C4
c（NO2）mol/L	0.00	0.060	C2	0.12	0.12

（1）該反應(yīng)的平衡常數(shù)表達(dá)式為

 

，計(jì)算20s到40s二氧化氮的平均反應(yīng)速率v（NO₂）═

 

．
（2）若在相同條件下最開(kāi)始充入的是NO₂氣體，使得達(dá)到上述同樣的平衡狀態(tài)，NO₂的起始濃度是

 

．
（3）若在相同條件下起始時(shí)充入的NO₂氣體0.16mol，要計(jì)算達(dá)到平衡時(shí)NO₂的轉(zhuǎn)化率，請(qǐng)寫(xiě)出分析求解的思路（不必計(jì)算具體結(jié)果）

 

．

Answer 1

考點(diǎn)：化學(xué)平衡的計(jì)算,化學(xué)平衡常數(shù)的含義,化學(xué)反應(yīng)速率和化學(xué)計(jì)量數(shù)的關(guān)系

專(zhuān)題：化學(xué)平衡專(zhuān)題

分析：（1）依據(jù)化學(xué)平衡的三段式列式計(jì)算平衡濃度，依據(jù)平衡常數(shù)、反應(yīng)速率的概念計(jì)算得到；
（2）依據(jù)等效平衡的特征和相同平衡狀態(tài)的建立分析判斷；
（3）依據(jù)題意可以求出N₂0₄=2N0₂的平衡常數(shù)為

9

25

，此時(shí)反應(yīng) 2NO₂?N₂O₄的平衡常數(shù)為其倒數(shù)，可以求出消耗的濃度進(jìn)而可以求出轉(zhuǎn)化率；

解答： 解：（1）在一定溫度下，將0.20molN₂O₄氣體充入2.0L密閉容器中，依據(jù)圖表數(shù)據(jù)分析60s，反應(yīng)達(dá)到平衡，N₂O₄?2NO₂，平衡常數(shù)K=

c2(NO2)

c(N2O4)

，依據(jù)反應(yīng)的三段式列式計(jì)算：N₂O₄?2NO₂，
起始量（mol/L）         0.1     0
變化量（mol/L）        0.06    0.12
平衡量（mol/L）        0.04     0.12
依據(jù)圖表數(shù)據(jù)結(jié)合反應(yīng)化學(xué)方程式計(jì)算C₁=0.07mol/L，C₂=0.1mol/L，C₃=C₄=0.04mol/L，
20s到40s二氧化氮的平均反應(yīng)速率v（NO₂）═

0.1mol/L-0.06mo/L

20s

=0.002mol/L?s；
故答案為：

c2(NO2)

c(N2O4)

，0.002mol/L?s；
（2）若在相同條件下最開(kāi)始充入的是NO₂氣體，使得達(dá)到上述同樣的平衡狀態(tài)，則二氧化氮濃度為 0.12mol/L，四氧化二氮濃度為0.04mol/L；
                2NO₂?N₂O₄
NO₂的起始濃度：0.2    0
轉(zhuǎn)化濃度        0.08    0.04
平衡濃度        0.12    0.04   
二氧化氮的起始量為0.2mol/L；
故答案為：0.20mol/L；
（3）若在相同條件下起始時(shí)充入的NO₂氣體0.16mol，要計(jì)算達(dá)到平衡時(shí)NO₂的轉(zhuǎn)化率，依據(jù)題意和圖表中平衡狀態(tài)下的反應(yīng)，可以求出N₂0₄=2N0₂的平衡常數(shù)為

9

25

，無(wú)毒不變平衡常數(shù)不變，是反應(yīng)的N₂0₄=2N0₂的逆反應(yīng)，此時(shí)的平衡常數(shù)為其倒數(shù)，可以求出消耗的濃度進(jìn)而可以求出轉(zhuǎn)化率；
故答案為：依據(jù)題意可以求出N₂0₄=2N0₂的平衡常數(shù)為

9

25

，此時(shí)反應(yīng) 2NO₂?N₂O₄的平衡常數(shù)為其倒數(shù)，可以求出消耗的濃度進(jìn)而可以求出轉(zhuǎn)化率；

點(diǎn)評(píng)：本題考查了化學(xué)平衡的建立和平衡分析的，平衡計(jì)算應(yīng)用，平衡常數(shù)是隨溫度變化是解題的關(guān)鍵，題目難度中等．