Question

【题目】(1)可逆反应：N2O42NO2，在体积不变的密闭容器中反应，下列说法中可判断该反应达到平衡状态的是 (选填序号）

①单位时间内生成2nmolNO2的同时生成n mol N2O4

②单位时间内消耗n mol N2O4的同时生成2n mol NO2

③容器中的压强不再改变的状态

④混合气体的颜色不再改变的状态

⑤混合气体的密度不再改变的状态

(2)373k时把0.12 mol无色的N2O4气体通入体积500 ml的密闭容器中，发生反应：

N2O42NO2，容器中立即出现红棕色。反应进行到2s时，测得生成NO2的物质的量为0.01 mol；反应进行到60 s时达到平衡，此时容器内N2O4与NO2的物质的量相等。请计算： （本小题要求写出解过程）

①开始2 s内以N2O4表示的化学反应速率；

②达到平衡时体系的压强与开始时体系的压强之比；

③达到平衡时，体系中NO2的物质的量浓度；

④N2O4的平衡转化率。

Answer 1

【答案】⑴①③④； (2)①0.005mol·L-1·s-1 ；a=0.04 ；②4/3；③0.16mol·L-1 ；④33.3%

【解析】(1)①单位时间内生成2nmolNO2的同时生成n mol N2O4，说明此时正逆反应速率相等，是平衡状态；②单位时间内消耗n mol N2O4的同时生成2n molNO2，均为正反应速率，无法判断是平衡状态；③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；④NO2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；⑤密度=，总质量不变，体积也不变，故混合气体的密度保持不变时不能说明反应达到平衡状态；答案为①③④；

(2)①反应进行到2s时NO2的反应速率为=0.01mol·L-1·s-1 ，则以N2O4表示的化学反应速率为×0.01mol·L-1·s-1=0.005mol·L-1·s-1 ；

② N2O42NO2

起始物质的量(mol) 0.12 0

变化物质的量(mol) n 2n

平衡物质的量(mol) 0.12-n 2n

则：0.12-n=2n，解得：n=0.04mol，根据阿伏加德罗定律可知，体积一定时，气体的压强与物质的量成正比，即达到平衡时体系的压强与开始时体系的压强之比=(0.12-+n):0.12=4:3；

③达到平衡时，体系中NO2的物质的量浓度为=0.16mol·L-1；

④N2O4的平衡转化率为×100%=33.3%。