Question

18．(12分)在一恒温恒容体积为1 L的容器中存在如下可逆反应：2NO₂（g） N₂O₄（g），已知NO₂、N₂O₄的消耗速率与本身浓度存在下列关系v（NO₂） = k₁·c（NO₂）²，v（N₂O₄） = k₂·c（N₂O₄）其中k₁、k₂反应及温度有关的常数，可以根据上述关系式建立一个速率－浓度的图像如下

试回答下列问题

（1）图中的交点A对应该可逆反应的状态是否达到化学平衡状态？_       填“是”或“否”）作出判断的理由是_________________

（2）若k₁ = k₂，则在开始时向该容器中充入1 molNO₂，则达到平衡时NO₂的浓度为____mol·L^－1，N₂O₄的浓度为___         mol·L^－1

（3）若k₁≠k₂，则在开始时向该容器中充入1 molNO₂，设达到平衡时NO₂的浓度为c₁，N₂O₄的浓度为c₂，则c₁与c₂的关系为               ，c₁、c₂、k₁、k₂存在的关系为______

Answer

（1）否；交点处只满足v(NO2)=v(N2O4)，而达到平衡时，v(NO2)=2 v(N2O4)

（2）；

（3）c1+2c2=1mol/L；2k2c2=k1c12

【解析】

试题分析：（1）由图可知，交点A处标志着NO2与N2O4的速率相等，但不代表达到平衡，达到平衡时v(NO2)=2 v(N2O4)；（2）当k1=k2时，设N2O4转化了x mol/L，

2NO2（g） N2O4（g）

始 1mol/L 0

转 2x x

平 1-2x x

K==== 解得x=mol/L ；1-2x=mol/L

即N2O4的浓度为mol·L－1；NO2的浓度为mol·L－1

（3）当k1≠k2时

2NO2（g） N2O4（g）

始 1mol/L 0

转 1-c1 c2

平 c1 c2

= 解得2c2=1-c1 即c1+2c2=1mol/L

== 整理后得2k2c2=k1c12

考点：化学平衡的影响因素、化学平衡的计算