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20.在一个密闭容器中充入N2O4气体,发生反应:N2O4(g)?2NO2(g),达到平衡时,混合气体的平均分子质量为57.5.求:
(1)平衡时,混合气体中N2O4与NO2的体积比.
(2)N2O4的平衡转化率.

分析 相同条件下体积比等于物质的量比,设平衡时N2O4和NO2混合气体中各物质的量分别为xmol和ymol,混合气体的平均分子质量为57.5,则$\frac{92x+46y}{x+y}$=57.5;
           N2O4(g)?2NO2(g),
开始      a                   0
转化      n                  2n
平衡    a-n                 2n
(a-n):2n=x:y,以此来解答.

解答 解:(1)设平衡时N2O4和NO2混合气体中各物质的量分别为xmol和ymol,混合气体的平均分子质量为57.5,则$\frac{92x+46y}{x+y}$=57.5,解得x:y=1:3,即平衡时,混合气体中N2O4与NO2的体积比为1:3,
答:平衡时,混合气体中N2O4与NO2的体积比为1:3;
(2)设充入N2O4气体为a,
     N2O4(g)?2NO2(g),
开始      a                   0
转化      n                  2n
平衡    a-n                 2n
(a-n):2n=x:y=1:3,
解得n=0.6a,
N2O4的平衡转化率为$\frac{0.6a}{a}$×100%=60%,
答:N2O4的平衡转化率为60%.

点评 本题考查化学平衡的计算,为高频考点,把握平均相对分子质量的计算、平衡三段法、转化率计算为解答的关键,侧重分析与计算能力的考查,题目难度不大.

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