Question

在温度为373K时，把11.5g NO₂气体通入体积为500ml的真空密闭容器中，发生反应：2NO₂（g）?N₂O₄（g）．反应进行到2s时，N₂O₄含量为0.025mol，进行到60s时，达到平衡，此时容器中混合气体的密度是氢气密度的28.75倍，则：
（1）开始时2s内以c（NO₂）的变化表示的反应速率是多少？
（2）达到平衡时体系内的压强是开始的多少倍？
（3）计算373K时该反应的化学平衡常数及平衡时NO₂的转化率．

Answer 1

考点：化学平衡的计算

专题：化学平衡专题

分析：11.5g NO₂气体物质的量=

11.5g

46g/mol

=0.25mol
（1）由2NO₂?N₂O₄反应进行到2s时，N₂O₄含量为0.025mol，则NO₂减少0.05mol，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，
          2NO₂?N₂O₄，
开始    0.25     0
转化     x       0.5x
平衡   0.25-x    0.5x
则

46g/mol×(0.25mol-x)+92g/mol×0.5x

0.25mol-0.5x

=57.5g/mol，
解得x=0.1mol，以此计算物质的量．

解答： 解：11.5g NO₂气体物质的量=

11.5g

46g/mol

=0.25mol；
（1）由2NO₂?N₂O₄反应进行到2s时，N₂O₄含量为0.025mol，则NO₂减少0.05mol，结合v=

△c

△t

计算反应速率=

0.05mol 0.5L

2s

=0.05mol/（L?s）；
答：开始2s内，以NO₂表示的反应速率为0.05 mol?L^-1?S^-1；
（2）计算可知，开始总物质的量为0.25mol，平衡时总物质的量为0.25mol-0.1mol×0.5=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

0.2mol

0.25mol

=0.8倍，
答：达平衡时，体系的压强是开始时的0.8倍；
（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，
          2NO₂?N₂O₄，
开始    0.25     0
转化     x       0.5x
平衡   0.25-x    0.5x
则

46g/mol×(0.25mol-x)+92g/mol×0.5x

0.25mol-0.5x

=57.5g/mol，
解得x=0.1mol，
K=

0.5×0.1mol 0.5L

( 0.25mol-0.1mol 0.5L )2

=

10

9

；
平衡时NO₂的转化率=

0.1mol

0.25mol

×100%=40%
答：373K时该反应的化学平衡常数为

10

9

，平衡时NO₂的转化率40%；

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．