Question

在溫度為373K時(shí)，將0.100mol無(wú)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(shí)間測(cè)定到的N₂O₄的濃度（縱坐標(biāo)為N₂O₄的濃度，橫坐標(biāo)為時(shí)間）
（1）計(jì)算在20至40秒時(shí)間內(nèi)，NO₂的平均生成速率為

 

mol?L^-1?S^-1
（2）①該反應(yīng)的化學(xué)平衡常數(shù)表達(dá)式為

 

，②求該溫度下平衡常數(shù)的值．（寫(xiě)出計(jì)算過(guò)程，下同）
（3）求達(dá)到平衡狀態(tài)時(shí)N₂O₄的轉(zhuǎn)化率．
（4）求平衡時(shí)容器內(nèi)氣體壓強(qiáng)與反應(yīng)前的壓強(qiáng)之比為多少？（最簡(jiǎn)整數(shù)比）

Answer 1

考點(diǎn)：化學(xué)平衡的計(jì)算

專(zhuān)題：化學(xué)平衡專(zhuān)題

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

消耗量

起始量

×100%計(jì)算；
（4）結(jié)合（2）的計(jì)算結(jié)果，氣體壓強(qiáng)之比等于氣體物質(zhì)的量之比計(jì)算得到．

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

0.07mol/L-0.05mol/L

20s

=0.001mol/（L．s），
由反應(yīng)速率之比等于化學(xué)計(jì)量數(shù)之比，則NO₂的反應(yīng)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(yīng)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(xué)平衡三段式列式計(jì)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(dá)到平衡狀態(tài)時(shí)N₂O₄的轉(zhuǎn)化率=

0.06mol/L

0.100mol/L

×100%=60%，答：達(dá)到平衡狀態(tài)時(shí)N₂O₄的轉(zhuǎn)化率60%；
（4）依據(jù)（2）計(jì)算平衡時(shí)容器內(nèi)氣體壓強(qiáng)與反應(yīng)前的壓強(qiáng)之比=氣體物質(zhì)的量之比=（0.04+0.12）：0.10=8：5，
答：平衡時(shí)容器內(nèi)氣體壓強(qiáng)與反應(yīng)前的壓強(qiáng)之比為8：5．

點(diǎn)評(píng)：本題考查了化學(xué)平衡計(jì)算方法，主要是反應(yīng)速率、平衡常數(shù)概念的計(jì)算應(yīng)用，掌握基礎(chǔ)是關(guān)鍵，題目較簡(jiǎn)單．