Question

14．在一定温度下向一个体积为2L固定容积的密闭容器中充入一定量的N₂O₄，进行如下化学反应：N₂O₄（g）?2NO₂（g），请回答下列问题：
（1）下列说法能够判断该反应已经达到化学平衡状态的是BD．
A．容器内混合气体密度不变
B．混合气体的压强不变
C．0.5molN₂O₄分解的同时有1molNO₂生成
D．混合气体的颜色不变
（2）每隔一段时间对该密闭容器内的物质进行分析，得到如下数据：

时间（s）	0	20	40	60	80	100
n（N2O4） （mol）	2.80	a	2.00	c	d	1.60
n（NO2） （mol）	0	0.96	b	2.08	2.40	2.40

①b的值为0.16；
②达到化学平衡状态时，N₂O₄的平衡转化率为42.9%（或42.86%）；
③20s～40s内用N₂O₄表示该反应的平均反应速率υ（N₂O₄）=0.01mol•L^-1•s^-1．

Answer 1

分析 （1）结合平衡的特征“等、定”及衍生的物理量判定平衡状态；
（2）①由表格数据可知，N₂O₄减少2.80mol-2.00mol=0.80mol，结合N₂O₄（g）?2NO₂（g）计算；
②由表格数据可知，80s达到平衡状态，生成NO₂为2.40mol，由反应可知参加反应的N₂O₄为1.20mol；
③结合v=$\frac{△c}{△t}$、速率之比等于化学计量数之比来计算．

解答 解：（1）A．混合气体的质量、体积不变，则容器内混合气体密度不变，不能判定平衡状态，故A不选；
B．该反应为气体体积增大的反应，则混合气体的压强不变，达到平衡状态，故B选；
C．0.5molN₂O₄分解的同时有1molNO₂生成，只体现正反应速率，不能判定平衡状态，故C不选；
D．混合气体的颜色不变，可知c（NO₂）不变，达到平衡状态，故D选；
故答案为：BD；
（2）①由表格数据可知，N₂O₄减少2.80mol-2.00mol=0.80mol，由N₂O₄（g）?2NO₂（g）可知，b的值为0.08×2=0.16，
故答案为：0.16；
②由表格数据可知，80s达到平衡状态，生成NO₂为2.40mol，由反应可知参加反应的N₂O₄为1.20mol，N₂O₄的平衡转化率为$\frac{1.20}{2.80}$×100%=42.9%（或42.86%），
故答案为：42.9%（或42.86%）；
③20s～40s内用NO₂表示该反应的平均反应速率为$\frac{\frac{0.96mol-0.16mol}{2L}}{20s}$=0.02 mol•L^-1•s^-1，由速率之比等于反应速率之比可知，20s～40s内用N₂O₄表示该反应的平均反应速率υ（N₂O₄）=0.02 mol•L^-1•s^-1×$\frac{1}{2}$=0.01 mol•L^-1•s^-1，
故答案为：0.01 mol•L^-1•s^-1．

点评 本题考查化学平衡，为高频考点，把握表格中数据、速率及转化率计算、平衡判定为解答的关键，侧重分析与应用能力的考查，注意表格数据的应用，题目难度不大．