Question

在温度为373K时，将0.100mol无色的N₂O₄气体放入1L抽空的密闭容器中，立刻出现红棕色，直至建立N₂O₄?2NO₂的平衡．下图是隔一定时间测定到的N₂O₄的浓度（纵坐标为N₂O₄的浓度，横坐标为时间）
（1）计算在20至40秒时间内，NO₂的平均生成速率为

 

mol?L^-1?S^-1
（2）①该反应的化学平衡常数表达式为

 

，②求该温度下平衡常数的值．（写出计算过程，下同）
（3）求达到平衡状态时N₂O₄的转化率．
（4）求平衡时容器内气体压强与反应前的压强之比为多少？（最简整数比）

Answer 1

考点：化学平衡的计算

专题：化学平衡专题

分析：（1）由图象可知，20至40秒时间内N₂O₄的浓度由0.07mol/L减小为0.050mol/L，以此计算其反应速率，再利用反应速率之比等于化学计量数之比计算NO₂的反应速率；
（2）平衡常数为生成物浓度幂之积与反应物浓度幂之积的比，依据化学平衡三段式列式计算平衡浓度计算平衡常数；
（3）转化率=

消耗量

起始量

×100%计算；
（4）结合（2）的计算结果，气体压强之比等于气体物质的量之比计算得到．

解答： 解：（1）由图象可知，20至40秒时间内N₂O₄的浓度由0.07mol/L减小为0.050mol/L，
则其反应速率为

0.07mol/L-0.05mol/L

20s

=0.001mol/（L．s），
由反应速率之比等于化学计量数之比，则NO₂的反应速率为0.001mol/（L．s）×2=0.002mol/（L．s），
故答案为：0.002；
（2）①平衡常数为生成物浓度幂之积与反应物浓度幂之积的比，则K=

c2(NO2)

c(N2O4)

，故答案为：

c2(NO2)

c(N2O4)

；
②依据化学平衡三段式列式计算
                N₂O₄?2NO₂
起始量（mol/L） 0.100   0
变化量（mol/L） 0.06    0.12
平衡量（mol/L） 0.04    0.12
则K=

c2(NO2)

c(N2O4)

=

0.122

0.04

=0.36mol/L，
答：平衡常数为0.36mol/L；
（3）达到平衡状态时N₂O₄的转化率=

0.06mol/L

0.100mol/L

×100%=60%，答：达到平衡状态时N₂O₄的转化率60%；
（4）依据（2）计算平衡时容器内气体压强与反应前的压强之比=气体物质的量之比=（0.04+0.12）：0.10=8：5，
答：平衡时容器内气体压强与反应前的压强之比为8：5．

点评：本题考查了化学平衡计算方法，主要是反应速率、平衡常数概念的计算应用，掌握基础是关键，题目较简单．