Question

18．T℃时，向2L密闭恒容容器中充入1mol N₂O₄（无色气体）发生反应N₂O₄（g）?2NO₂（g）．其中NO₂的物质的量随时间的变化如图所示．
（1）下列能说明反应N₂O₄（g）?2NO₂（g）达到平衡状态的是ABD．
A．容器内气体的颜色不再改变
B．容器内气体的压强不再改变
C．容器内N₂O₄和NO₂的物质的量之比为1：2
D．相同时间内，消耗1mol N₂O₄，同时消耗2mol NO₂
（2）已知上述反应t₃时达到平衡，则0～t₃时间内NO₂的平均反应速率为$\frac{0.6}{2{t}_{3}}$mol•L^-1•s^-1，平衡时N₂O₄的浓度为0.35mol•L^-1，N₂O₄的转化率为30%．
（已知：转化率=已反应的原料的量/初始原料的总量×100%）

Answer 1

分析 （1）化学反应达到化学平衡状态时，正逆反应速率相等，且不等于0，各物质的浓度不再发生变化，由此衍生的一些物理量不发生变化，以此进行判断，得出正确结论；
（2）0～t₃时间内NO₂的物质的量增大0.6mol，依据反应速率V=$\frac{△c}{△t}$，平衡浓度c=$\frac{n}{V}$，转化率=$\frac{消耗量}{起始量}$×100%计算．

解答 解：（1）A、NO₂为红棕色气体，N₂O₄为无色气体，故体系颜色深浅不再发生改变时能说明反应达到平衡状态，故A正确；
B、反应前后气体的体积不等，故反应器中压强不再随时间变化时能说明反应达到平衡状态，故B正确；
C、平衡时各物质的分子数之比取决于物质的起始物质的量和转化率，故NO₂的分子数与N₂O₄分子数比为2：1时不能说明反应达到平衡状态，故C错误；
D、相同时间内，消耗1mol N₂O₄，同时消耗2mol NO₂说明正逆反应速率相同，证明反应达到平衡状态，故D正确；
故答案为：ABD；
（2）0～t₃时间内NO₂的物质的量增大0.6mol，v（NO₂）=$\frac{\frac{0.6mol}{2L}}{{t}_{3s}}$=$\frac{0.6}{2{t}_{3}}$mol/（L•s），
依据化学平衡三段式列式计算
              N₂O₄（g）?2NO₂（g）
起始量（mol）   1         0
变化量（mol）   0.3       0.6
平衡量（mol）   0.7       0.6
平衡时N₂O₄的浓度=$\frac{0.7mol}{2L}$=0.35mol/L，
平衡时N₂O₄的转化率=$\frac{0.3mol}{1mol}$×100%=30%，
故答案为：$\frac{0.6}{2{t}_{3}}$；0.35；30%．

点评 本题考查了化学平衡标志和计算方法，图象分析判断，掌握基础是关键，题目较简单．