Question

在100℃时，把0.5mol N₂O₄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．请回答下列问题：

（1）前2s以N₂O₄的浓度变化表示的平均反应速率为         ；

（2）平衡时，NO₂的体积分数为         ；

（3）平衡时，N₂O₄的转化率为        ；

（4）平衡时，混合气体的平均摩尔质量为          ．

Answer

（1）0.005mol/(L．s) （2）75% （3）60% （4）57.5g•mol﹣1

【解析】

试题分析：2秒时，NO2的浓度为0.02摩/升，则转化的N2O4的浓度为0.01mol/L，则前2秒，以N2O4的浓度变化表示的平均反应速度；

依据化学平衡三段式列式计算，反应进行到60s时，体系已达平衡，此时容器内压强为开始时的1.6倍，设消耗N2O4的物质的量为x，列式计算

N2O4═2NO2，

起始量(mol) 0.5 0

变化量(mol) x 2x

平衡量(mol)0.5-x 2x

0.5-x+2x=0.5×1.6 x=0.3mol

（1）2秒时，NO2的浓度为0.02摩/升，则转化的N2O4的浓度为0.01mol/L，则前2秒，以N2O4的浓度变化表示的平均反应速度为=0.005mol/L·s；

（2）平衡时，NO2的体积分数=×100%=×100%=75%；

（3）平衡时，N2O4的转化率=×100%=60%；

（4）平衡时，混合气体的平均摩尔质量= ==57.5g/mol。

考点：考查化学平衡及化学反应速率的计算。