Question

在100℃時，把0.5mol N₂O₄通入體積為5L的真空密閉容器中，立即出現(xiàn)紅棕色．反應(yīng)進行到2s時，NO₂的濃度為0.02mol?L^-1．在60s時，體系已達平衡，此時容器內(nèi)壓強為開始時的1.6倍．請回答下列問題：
（1）前2s以N₂O₄的濃度變化表示的平均反應(yīng)速率為

 

；
（2）平衡時，NO₂的體積分數(shù)為

 

；
（3）平衡時，N₂O₄的轉(zhuǎn)化率為

 

；
（4）平衡時，混合氣體的平均摩爾質(zhì)量為

 

．

Answer 1

考點：化學平衡的計算

專題：化學平衡專題

分析：2秒時，NO₂的濃度為0.02摩/升，則轉(zhuǎn)化的N₂O₄的濃度為0.01mol/L，則前2秒，以N₂O₄的濃度變化表示的平均反應(yīng)速度；
依據(jù)化學平衡三段式列式計算，反應(yīng)進行到60s時，體系已達平衡，此時容器內(nèi)壓強為開始時的1.6倍，設(shè)消耗N₂O₄的物質(zhì)的量為x，列式計算
             N₂O₄═2NO₂，
起始量（mol） 0.5     0
變化量（mol） x       2x
平衡量（mol）0.5-x    2x
0.5-x+2x=0.5×1.6
x=0.3mol

解答： 解：2秒時，NO₂的濃度為0.02摩/升，則轉(zhuǎn)化的N₂O₄的濃度為0.01mol/L，則前2秒，以N₂O₄的濃度變化表示的平均反應(yīng)速度；
依據(jù)化學平衡三段式列式計算，反應(yīng)進行到60s時，體系已達平衡，此時容器內(nèi)壓強為開始時的1.6倍，設(shè)消耗N₂O₄的物質(zhì)的量為x，列式計算
             N₂O₄═2NO₂，
起始量（mol） 0.5     0
變化量（mol） x       2x
平衡量（mol）0.5-x    2x
0.5-x+2x=0.5×1.6
x=0.3mol
（1）2秒時，NO₂的濃度為0.02摩/升，則轉(zhuǎn)化的N₂O₄的濃度為0.01mol/L，則前2秒，以N₂O₄的濃度變化表示的平均反應(yīng)速度為

0.01mol/L

2s

=0.005mol/L．s；
故答案為：0.005mol/L．s；
（2）平衡時，NO₂的體積分數(shù)=

2x

0.5+x

×100%=

2×0.3

0.5+0.3

×100%=75%；
故答案為：75%；
（3）平衡時，N₂O₄的轉(zhuǎn)化率=

0.3mol

0.5mol

×100%=60%；
故答案為：60%；
（4）平衡時，混合氣體的平均摩爾質(zhì)量=

m

n

=

2×0.3mol×46g/mol+(0.5mol-0.3mol)×92g/mol

0.5mol+0.3mol

=57.5g/mol；
故答案為：57.5g?mol^-1；

點評：本題考查化學平衡及化學反應(yīng)速率的計算，題目難度中等，明確信息中的壓強關(guān)系及不同時間混合體系中各物質(zhì)的物質(zhì)的量的關(guān)系是解答的關(guān)鍵，并熟悉化學反應(yīng)速率的計算式及影響化學平衡移動的因素即可解答．