Question

恒定温度下，把0.125molN₂O₄气体通入体积为500mL的真空密闭容器中，立即出现红棕色．反应进行到2s时，NO₂含量为0.01mol，进行到60s时达到平衡，此时容器内混合气体密度是氢气密度的28.75倍，则求：
（1）开始2s内，以N₂O₄表示的反应速率
（2）达平衡时，体系的压强是开始时的多少倍？
（3）N₂O₄的平衡时的浓度．

Answer 1

考点：化学平衡的计算

专题：化学平衡专题

分析：（1）由N₂O₄?2NO₂，反应进行到2s时，NO₂含量为0.01mol，则N₂O₄减少0.005mol，结合v=

△c

△t

计算反应速率；
（2）根据压强之比等于物质的量之比计算；
（3）60s时达到平衡，此时容器内混合气体密度是氢气密度的28.75倍，则混合气体的平均摩尔质量为28.75×2=57.5g/mol，
        N₂O₄?2NO₂，
开始  0.125     0
转化   x       2x
平衡  0.125-x  2x
则

92g/mol×(0.125-x)+46g/mol×2x

0.125-x+2x

=57.5g/mol，
解得x=0.075mol，以此计算N₂O₄的平衡时的浓度．

解答： 解：（1）由N₂O₄?2NO₂，反应进行到2s时，NO₂含量为0.01mol，则N₂O₄减少0.005mol，由v=

△c

△t

=

0.005mol 0.5L

2s

=0.005 mol?L^-1?S^-1，
答：开始2s内，以N₂O₄表示的反应速率为0.005 mol?L^-1?S^-1；
（2）60s时达到平衡，此时容器内混合气体密度是氢气密度的28.75倍，则混合气体的平均摩尔质量为28.75×2=57.5g/mol，
    N₂O₄?2NO₂，
开始 0.125  0
转化  x    2x
平衡0.125-x  2x
则

92g/mol×(0.125-x)+46g/mol×2x

0.125-x+2x

=57.5g/mol，
解得x=0.075mol，计算可知，开始总物质的量为0.125mol，平衡时总物质的量为0.125+0.075=0.2mol，
由压强之比等于物质的量之比可知，达平衡时，体系的压强是开始时的

0.2mol

0.125mol

=1.6倍，
答：达平衡时，体系的压强是开始时的1.6倍；
（2）60s时达到平衡，此时容器内混合气体密度是氢气密度的28.75倍，则混合气体的平均摩尔质量为28.75×2=57.5g/mol，
    N₂O₄?2NO₂，
开始 0.125  0
转化  x    2x
平衡0.125-x  2x
则

92g/mol×(0.125-x)+46g/mol×2x

0.125-x+2x

=57.5g/mol，
解得x=0.075mol，则N₂O₄的平衡浓度=

0.125mol-0.075mol

0.5L

=0.1mol/L；
答：N₂O₄的平衡时的浓度为0.1mol/L．

点评：本题考查化学平衡及化学反应速率的计算，题目难度中等，明确信息中的平均摩尔质量的计算是解答的关键，并熟悉化学反应速率的计算式及化学平衡三段法计算即可解答．