Question

1．在某温度时，把0.5mol N₂O₄气体通入体积为5L的密闭容器中，2s时NO₂的浓度为0.02mol．L^-1，60s时达到平衡，此时容器内的压强为开始时的1.6倍．试回答下列各问题：
（1）2s时用N₂O₄浓度变化表示的化学反应速率是0.005mol•L^-1•s^-1．
（2）2s时，体系内的压强为开始时的1.1倍，此时N₂O₄的分解率为10%．
（3）达到平衡时，平衡混合物中N₂O₄的物质的量为0.2mol．

Answer 1

分析 发生N₂O₄?2NO₂，2s时NO₂的浓度为0.02mol．L^-1，生成NO₂的物质的量为0.02mol/L×5L=0.1mol，
         N₂O₄?2NO₂，
开始    0.5        0
转化   0.05       0.1
2s     0.45       0.1
设达到平衡时设转化的N₂O₄为x，则
         N₂O₄?2NO₂，
开始    0.5        0
转化    x           2x
平衡  0.5-x       2x
60s时达到平衡，此时容器内的压强为开始时的1.6倍，
$\frac{0.5-x+2x}{0.5}=\frac{1.6}{1}$，
解得x=0.3mol，
结合转化率=$\frac{转化的量}{开始的量}$、物质的量比等于压强的比来解答．

解答 解：（1）2s时NO₂的浓度为0.02mol．L^-1，v（NO₂）=$\frac{0.02mol/L}{2s}$=0.01mol•L^-1•s^-1，由反应速率之比等于化学计量数之比，则2s时用N₂O₄浓度变化表示的化学反应速率是0.005mol•L^-1•s^-1，故答案为：0.005mol•L^-1•s^-1；   
（2）发生N₂O₄?2NO₂，2s时NO₂的浓度为0.02mol．L^-1，生成NO₂的物质的量为0.02mol/L×5L=0.1mol，
         N₂O₄?2NO₂，
开始    0.5        0
转化   0.05       0.1
2s     0.45       0.1
2s时，体系内的压强为开始时的$\frac{0.45mol+0.1mol}{0.5mol}$=1.1倍，此时N₂O₄的分解率为$\frac{0.05mol}{0.5mol}$×100%=10%，
故答案为：1.1； 10%；     
（3）设达到平衡时设转化的N₂O₄为x，则
         N₂O₄?2NO₂，
开始    0.5        0
转化    x           2x
平衡  0.5-x       2x
60s时达到平衡，此时容器内的压强为开始时的1.6倍，
$\frac{0.5-x+2x}{0.5}=\frac{1.6}{1}$，
解得x=0.3mol，
达到平衡时，平衡混合物中N₂O₄的物质的量为0.5mol-0.3mol=0.2mol，
故答案为：0.2mol．

点评 本题考查化学平衡的计算，为高频考点，把握反应速率的计算、转化率计算、平衡三段法为解答的关键，侧重分析与计算能力的考查，注意物质的量与压强的关系，题目难度不大．