Question

在373k時把11.5g N₂O₄氣體通入體積為500mL的真空容器中，立即出現紅棕色．反應進行到2s時，NO₂的含量為0.01mol．進行到60s時達到平衡，此容器內混合氣體的密度是氫氣密度的28.75倍，則
（1）開始2 s內以N₂O₄表示的反應速度為多少？
（2）達到平衡時，體系的壓強為開始的多少倍？
（3）平衡時還有N₂O₄多少mol？

Answer 1

考點：化學平衡的計算

專題：化學平衡專題

分析：11.5g N₂O₄氣體物質的量=

11.5g

92g/mol

=0.125mol
（1）由N₂O₄?2NO₂，反應進行到2s時，NO₂含量為0.01mol，則N₂O₄減少0.005mol，結合v=

△c

△t

計算反應速率；
（2）根據壓強之比等于物質的量之比計算；
（3）60s時達到平衡，此時容器內混合氣體密度是氫氣密度的28.75倍，則混合氣體的平均摩爾質量為28.75×2=57.5g/mol，
           N₂O₄?2NO₂，
開始    0.125     0
轉化     x       2x
平衡   0.125-x  2x
則

92g/mol×(0.125-x)+46g/mol×2x

0.125-x+2x

=57.5g/mol，
解得x=0.075mol，以此計算物質的量．

解答： 解：11.5g N₂O₄氣體物質的量=

11.5g

92g/mol

=0.125mol
（1）由N₂O₄?2NO₂，反應進行到2s時，NO₂含量為0.01mol，則N₂O₄減少0.005mol，由v=

△c

△t

=

0.005mol 0.5L

2s

=0.005 mol?L^-1?S^-1，
答：開始2s內，以N₂O₄表示的反應速率為0.005 mol?L^-1?S^-1；
（2）計算可知，開始總物質的量為0.125mol，平衡時總物質的量為0.125+0.075=0.2mol，
由壓強之比等于物質的量之比可知，達平衡時，體系的壓強是開始時的

0.2mol

0.125mol

=1.6倍，
答：達平衡時，體系的壓強是開始時的1.6倍；
（3）60s時達到平衡，此時容器內混合氣體密度是氫氣密度的28.75倍，則混合氣體的平均摩爾質量為28.75×2=57.5g/mol，
    N₂O₄?2NO₂，
開始0.125  0
轉化 x    2x
平衡0.125-x  2x
則

92g/mol×(0.125-x)+46g/mol×2x

0.125-x+2x

=57.5g/mol，
解得x=0.075mol，則N₂O₄的平衡物質的量=0.125mol-0.075mol=0.05mol；
答：平衡時還有N₂O₄0.05mol．

點評：本題考查化學平衡及化學反應速率的計算，題目難度中等，明確信息中的平均摩爾質量的計算是解答的關鍵，并熟悉化學反應速率的計算式及化學平衡三段法計算即可解答．