已知NO2和N2O4可以相互轉化:2NO2⇌N2O4,某溫度時,把1mol N2O4氣體通入體積爲10L的真空

題目:

已知NO2和N2O4可以相互轉化:2NO2⇌N2O4,某溫度時,把1mol N2O4氣體通入體積爲10L的真空密閉容器中,立即出現棕色,反應進行4s時NO2的濃度爲0.04mol/L,再經過一定時間後,反應到達平衡,這時容器內壓強爲開始時的1.8倍.
(1)前4s中以N2O4的濃度變化表示的平均反應速度爲______mol/L•s
(2)在4s時容器內的壓強爲開始時的______倍
(3)在平衡時容器內含N2O4______mol
(4)在平衡時容器內NO2的濃度爲______mol/L
(5)平衡時N2O4的轉化率爲______.

解答:

(1)前4s中以NO2的濃度變化表示的平均反應速率爲
0.04mol/L
4s=0.01mol/(L•s),則以N2O4的濃度變化表示的平均反應速率爲0.005mol/(L•s),
故答案爲:0.005mol/(L•s);
(2)N2O4⇌2NO2
初始濃度:0.1     0
變化濃度:0.02    0.04
4s時濃度:0.08    0.04
在4S時容器內的壓強和開始時的壓強之比爲:
0.08+0.04
0.1=1.2,在4s時容器內的壓強爲開始時的1.2倍,
故答案爲:1.2;
(3)反應達平衡,這時容器內壓強爲開始時的1.8倍,設四氧化二氮的轉化率爲x,
          N2O4⇌2NO2
初始濃度:0.1     0
變化濃度:x      2x
平衡濃度:0.1-x   2x

0.1−x+2x
0.1=1.8
解得 x=0.08,所以在平衡時容器內含N2O4物質的量爲(0.1-0.08)×10mol=0.2mol,
故答案爲:0.2;
(4)平衡時容器內含NO2物質的量爲2×0.08×10mol=1.6mol,濃度=
1.6mol
10L=0.16mol/L,;
故答案爲:0.16;
(5)N2O4的平衡轉化率=
0.08mol/L
0.1mol/L×100%=80%,故答案爲:80%.

試題解析:

(1)根據化學反應速率的定義可知,利用單位時間內濃度的變化量來計算化學反應速率;
(2)利用一定條件下反應前後的物質的量之比等於壓強之比來計算;
(3)利用平衡時容器內壓強爲開始時的1.8倍來計算平衡時各物質的物質的量;
(4)利用平衡時容器內壓強爲開始時的1.8倍來計算平衡時各物質的物質的量;
(5)依據轉化率=

消耗量
起始量
×100%計算.

名師點評:

本題考點: 化學平衡的計算.
考點點評: 本題考查化學平衡及化學反應速率的計算,題目難度中等,明確信息中的壓強關係及不同時間混合體系中各物質的物質的量的關係是解答的關鍵,並熟悉化學反應速率的計算式及影響化學平衡移動的因素即可解答.

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