Question

18．T℃時，向2L密閉恒容容器中充入1mol N₂O₄（無色氣體）發(fā)生反應N₂O₄（g）?2NO₂（g）．其中NO₂的物質的量隨時間的變化如圖所示．
（1）下列能說明反應N₂O₄（g）?2NO₂（g）達到平衡狀態(tài)的是ABD．
A．容器內(nèi)氣體的顏色不再改變
B．容器內(nèi)氣體的壓強不再改變
C．容器內(nèi)N₂O₄和NO₂的物質的量之比為1：2
D．相同時間內(nèi)，消耗1mol N₂O₄，同時消耗2mol NO₂
（2）已知上述反應t₃時達到平衡，則0～t₃時間內(nèi)NO₂的平均反應速率為$\frac{0.6}{2{t}_{3}}$mol•L^-1•s^-1，平衡時N₂O₄的濃度為0.35mol•L^-1，N₂O₄的轉化率為30%．
（已知：轉化率=已反應的原料的量/初始原料的總量×100%）

Answer 1

分析 （1）化學反應達到化學平衡狀態(tài)時，正逆反應速率相等，且不等于0，各物質的濃度不再發(fā)生變化，由此衍生的一些物理量不發(fā)生變化，以此進行判斷，得出正確結論；
（2）0～t₃時間內(nèi)NO₂的物質的量增大0.6mol，依據(jù)反應速率V=$\frac{△c}{△t}$，平衡濃度c=$\frac{n}{V}$，轉化率=$\frac{消耗量}{起始量}$×100%計算．

解答 解：（1）A、NO₂為紅棕色氣體，N₂O₄為無色氣體，故體系顏色深淺不再發(fā)生改變時能說明反應達到平衡狀態(tài)，故A正確；
B、反應前后氣體的體積不等，故反應器中壓強不再隨時間變化時能說明反應達到平衡狀態(tài)，故B正確；
C、平衡時各物質的分子數(shù)之比取決于物質的起始物質的量和轉化率，故NO₂的分子數(shù)與N₂O₄分子數(shù)比為2：1時不能說明反應達到平衡狀態(tài)，故C錯誤；
D、相同時間內(nèi)，消耗1mol N₂O₄，同時消耗2mol NO₂說明正逆反應速率相同，證明反應達到平衡狀態(tài)，故D正確；
故答案為：ABD；
（2）0～t₃時間內(nèi)NO₂的物質的量增大0.6mol，v（NO₂）=$\frac{\frac{0.6mol}{2L}}{{t}_{3s}}$=$\frac{0.6}{2{t}_{3}}$mol/（L•s），
依據(jù)化學平衡三段式列式計算
              N₂O₄（g）?2NO₂（g）
起始量（mol）   1         0
變化量（mol）   0.3       0.6
平衡量（mol）   0.7       0.6
平衡時N₂O₄的濃度=$\frac{0.7mol}{2L}$=0.35mol/L，
平衡時N₂O₄的轉化率=$\frac{0.3mol}{1mol}$×100%=30%，
故答案為：$\frac{0.6}{2{t}_{3}}$；0.35；30%．

點評 本題考查了化學平衡標志和計算方法，圖象分析判斷，掌握基礎是關鍵，題目較簡單．