Question

在372K时，把0.5molN₂O₄通入体积为5L的真空密闭容器中，立即出现红棕色。反应进行到2s时，NO₂的浓度为 0.02mol·L^－1。在60s时，体系已达平衡，此时容器内压强为开始时的1.6倍。下列说法正确的是（   ）

A. 前2s以N₂O₄的浓度变化表示的平均反应速率为0.01mol·L^－1·s^－1

B. 在2s时体系内压强为开始时的1.1倍

C. 在平衡时体系内含有N₂O₄0.25mol

D. 平衡时，N₂O₄的转化率为40%

Answer

B

【解析】N2O4和NO2存在如下转化关系N2O42NO2，前2s时

N2O4 2NO2

起始（mol） 0.5 0

反应（mol） 0.05 0.02×5

2s时（mol） 0.5－0.05 0.02×5

v（N2O4）＝＝0.005mol·L－1·s－1

气体总的物质的量为0.5mol－0.05mol＋0.02mol·L－1×5L＝0.55mol。

2s时与开始的压强之比为p（2s）∶p（始）＝0.55∶0.5＝1.1∶1。

60s达到平衡时，设参加反应的N2O4的物质的量为x。则有

N2O42NO2

起始（mol） 0.5 0

反应（mol） x 2x

平衡（mol） 0.5－x 2x

平衡时，气体总的物质的量为0.5mol－x＋2x＝0.5mol＋x，所以有＝1.6，解得x＝0.3mol。

平衡体系中含0.2molN2O4，N2O4的转化率为×100%＝60%。