Question

在溫度為373K時，把11.5g NO₂氣體通入體積為500ml的真空密閉容器中，發(fā)生反應：2NO₂（g）?N₂O₄（g）．反應進行到2s時，N₂O₄含量為0.025mol，進行到60s時，達到平衡，此時容器中混合氣體的密度是氫氣密度的28.75倍，則：
（1）開始時2s內(nèi)以c（NO₂）的變化表示的反應速率是多少？
（2）達到平衡時體系內(nèi)的壓強是開始的多少倍？
（3）計算373K時該反應的化學平衡常數(shù)及平衡時NO₂的轉(zhuǎn)化率．

Answer 1

考點：化學平衡的計算

專題：化學平衡專題

分析：11.5g NO₂氣體物質(zhì)的量=

11.5g

46g/mol

=0.25mol
（1）由2NO₂?N₂O₄反應進行到2s時，N₂O₄含量為0.025mol，則NO₂減少0.05mol，結(jié)合v=

△c

△t

計算反應速率；
（2）根據(jù)壓強之比等于物質(zhì)的量之比計算；
（3）60s時達到平衡，此時容器內(nèi)混合氣體密度是氫氣密度的28.75倍，則混合氣體的平均摩爾質(zhì)量為28.75×2=57.5g/mol，
          2NO₂?N₂O₄，
開始    0.25     0
轉(zhuǎn)化     x       0.5x
平衡   0.25-x    0.5x
則

46g/mol×(0.25mol-x)+92g/mol×0.5x

0.25mol-0.5x

=57.5g/mol，
解得x=0.1mol，以此計算物質(zhì)的量．

解答： 解：11.5g NO₂氣體物質(zhì)的量=

11.5g

46g/mol

=0.25mol；
（1）由2NO₂?N₂O₄反應進行到2s時，N₂O₄含量為0.025mol，則NO₂減少0.05mol，結(jié)合v=

△c

△t

計算反應速率=

0.05mol 0.5L

2s

=0.05mol/（L?s）；
答：開始2s內(nèi)，以NO₂表示的反應速率為0.05 mol?L^-1?S^-1；
（2）計算可知，開始總物質(zhì)的量為0.25mol，平衡時總物質(zhì)的量為0.25mol-0.1mol×0.5=0.2mol，
由壓強之比等于物質(zhì)的量之比可知，達平衡時，體系的壓強是開始時

0.2mol

0.25mol

=0.8倍，
答：達平衡時，體系的壓強是開始時的0.8倍；
（3）60s時達到平衡，此時容器內(nèi)混合氣體密度是氫氣密度的28.75倍，則混合氣體的平均摩爾質(zhì)量為28.75×2=57.5g/mol，
          2NO₂?N₂O₄，
開始    0.25     0
轉(zhuǎn)化     x       0.5x
平衡   0.25-x    0.5x
則

46g/mol×(0.25mol-x)+92g/mol×0.5x

0.25mol-0.5x

=57.5g/mol，
解得x=0.1mol，
K=

0.5×0.1mol 0.5L

( 0.25mol-0.1mol 0.5L )2

=

10

9

；
平衡時NO₂的轉(zhuǎn)化率=

0.1mol

0.25mol

×100%=40%
答：373K時該反應的化學平衡常數(shù)為

10

9

，平衡時NO₂的轉(zhuǎn)化率40%；

點評：本題考查化學平衡及化學反應速率的計算，題目難度中等，明確信息中的平均摩爾質(zhì)量的計算是解答的關(guān)鍵，并熟悉化學反應速率的計算式及化學平衡三段法計算即可解答．