Question

在373K時(shí)，把0.125molN₂O₄氣體通入體積為500mL的真空密閉容器中，立即出現(xiàn)紅棕色．反應(yīng)進(jìn)行到2s時(shí)，NO₂含量為0.01mol，進(jìn)行到60s時(shí)達(dá)到平衡，此時(shí)容器內(nèi)混合氣體密度是氫氣密度的28.75倍，則求：
（1）開始2s內(nèi)，以N₂O₄表示的反應(yīng)速率．
（2）N₂O₄的平衡轉(zhuǎn)化率．
（3）達(dá)平衡時(shí)，體系的壓強(qiáng)是開始時(shí)的多少倍？

Answer 1

分析：（1）由N₂O₄?2NO₂，反應(yīng)進(jìn)行到2s時(shí)，NO₂含量為0.01mol，則N₂O₄減少0.005mol，結(jié)合v=

△c

△t

計(jì)算反應(yīng)速率；
（2）60s時(shí)達(dá)到平衡，此時(shí)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，
    N₂O₄?2NO₂，
開始0.125  0
轉(zhuǎn)化 x    2x
平衡0.125-x  2x
則

92g/mol×(0.125-x)+46g/mol×2x

0.125-x+2x

=57.5g/mol，
解得x=0.075mol，以此計(jì)算轉(zhuǎn)化率；
（3）根據(jù)壓強(qiáng)之比等于物質(zhì)的量之比計(jì)算．

解答：解：（1）由N₂O₄?2NO₂，反應(yīng)進(jìn)行到2s時(shí)，NO₂含量為0.01mol，則N₂O₄減少0.005mol，由v=

△c

△t

=

0.005mol 0.5L

2s

=0.005 mol?L^-1?S^-1，
答：開始2s內(nèi)，以N₂O₄表示的反應(yīng)速率為0.005 mol?L^-1?S^-1；
（2）60s時(shí)達(dá)到平衡，此時(shí)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，
    N₂O₄?2NO₂，
開始0.125  0
轉(zhuǎn)化 x    2x
平衡0.125-x  2x
則

92g/mol×(0.125-x)+46g/mol×2x

0.125-x+2x

=57.5g/mol，
解得x=0.075mol，則N₂O₄的平衡轉(zhuǎn)化率為

0.075mol

0.125mol

×100%=60%，
答：N₂O₄的平衡轉(zhuǎn)化率為60%；
（3）由（2）的計(jì)算可知，開始總物質(zhì)的量為0.125mol，平衡時(shí)總物質(zhì)的量為0.125+0.075=0.2mol，
由壓強(qiáng)之比等于物質(zhì)的量之比可知，達(dá)平衡時(shí)，體系的壓強(qiáng)是開始時(shí)的

0.2mol

0.125mol

=1.6倍，
答：達(dá)平衡時(shí)，體系的壓強(qiáng)是開始時(shí)的1.6倍．

點(diǎn)評(píng)：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，明確信息中的平均摩爾質(zhì)量的計(jì)算是解答的關(guān)鍵，并熟悉化學(xué)反應(yīng)速率的計(jì)算式及化學(xué)平衡三段法計(jì)算即可解答．