Question

一定温度下，将1molN₂O₄充入容积固定为2 L的密闭容器中，发生反应：N₂O₄2NO₂(g)。经2s达到化学平衡状态，此时测得容器中c(NO₂)=0.2mol/L。

（1）下列说法中，一定能说明该反应达到平衡状态的是_________（填序号）。

A．正、逆反应均已停止              B． v(NO₂)=2v(N₂O₄)

C．容器中 c(NO₂) : c(N₂O4)=2∶1        D．混合气体的密度不变

E．混合气体的压强不变              F．混合气体的颜色不变

（2）0～2 s内反应的平均速率v(NO₂)=___________________。

（3）达到平衡时容器中c(N₂O₄)=______________________。   

（4）达到平衡时，N₂O₄转化率为______________________。

Answer

EF 0.1 mol/(L·s) 0.4 mol/L 20%

【解析】

（1）A项，化学平衡是动态平衡，正、逆反应不可能停止，故A错误；B项，用不同物质表示的化学反应速率之比=化学计量数之比，故v(NO2)=2v(N2O4)无法判断平衡状态，B错误；C项，达到化学平衡时各物质的浓度不再发生变化，但具体量的关系与初始量和平衡移动程度有关，故C错误；D项，容积为2L，气体质量不变，故混合气体的密度始终不变，D错误；E项，该反应是气体分子数增大的反应，压强是一个不断变化的量，当混合气体的压强不变时，说明反应已达平衡，E正确；F项，NO2红棕色，N2O4无色，只要不平衡混合气体的颜色就会改变，混合气体的颜色不变说明反应已达平衡，F正确。综上，选EF。

（2）经2s达到化学平衡状态，此时测得容器中c(NO2)=0.2mol/L，0～2 s内反应的平均速率v(NO2)= 0.2mol/L÷2s= 0.1 mol/(L·s)。

（3）将1molN2O4充入容积固定为2 L的密闭容器中，N2O4的初始浓度为0.5 mol/L，发生反应：N2O42NO2(g)，平衡时c(NO2)=0.2mol/L，则达到平衡时容器中c(N2O4)= 0.5 mol/L-0.1mol/L=0.4 mol/L。

（4）达到平衡时，N2O4转化率为：0.1mol/L÷0.5 mol/L×100%=20%。