Question

13．已知可逆反應(yīng)N₂O₄（無色）?2NO₂（紅棕色），某溫度時(shí)，把1mol N₂O₄氣體通入體積為10L的真空密閉容器中，立即出現(xiàn)紅棕色，反應(yīng)進(jìn)行了4s時(shí)NO₂的濃度為0.04mol/L，再經(jīng)過一定時(shí)間后，反應(yīng)達(dá)到平衡，這時(shí)容器內(nèi)壓強(qiáng)為開始時(shí)的1.8倍，則：（要求寫出計(jì)算過程）
（1）前4s時(shí)的NO₂平均反應(yīng)速率是多少？
（2）在4s末時(shí)容器內(nèi)的壓強(qiáng)為開始時(shí)的多少倍？
（3）在平衡時(shí)容器內(nèi)N₂O₄的濃度是多少？

Answer 1

分析 （1）根據(jù)v=$\frac{△c}{△t}$計(jì)算v（NO₂）；
（2）根據(jù)n=cV計(jì)算4s時(shí)NO₂的物質(zhì)的量，結(jié)合方程式計(jì)算參加反應(yīng)四氧化二氮的物質(zhì)的量，進(jìn)而計(jì)算4s時(shí)混合氣體總物質(zhì)的量，恒溫恒容下，氣體壓強(qiáng)之比等于其物質(zhì)的量之比；
（3）恒溫恒容下，氣體壓強(qiáng)之比等于其物質(zhì)的量之比，據(jù)此計(jì)算平衡時(shí)混合氣體總物質(zhì)的量，根據(jù)方程式利用差量法計(jì)算消耗的N₂O₄的物質(zhì)的量，進(jìn)而計(jì)算N₂O₄的平衡濃度．

解答 解：（1）4s時(shí)NO₂的濃度為0.04mol/L，則v（NO₂）=$\frac{0.04mol/L}{4s}$=0.01mol/（L．s），
答：前4s時(shí)的NO₂平均反應(yīng)速率是0.01mol/（L．s）；
（2）4s時(shí)NO₂的物質(zhì)的量為10L×0.04mol/L=0.4mol，則參加反應(yīng)N₂O₄的物質(zhì)的量為0.4mol×$\frac{1}{2}$=0.2mol，故4s時(shí)混合氣體總物質(zhì)的量為（1mol-0.2mol）+0.4mol=1.2mol，恒溫恒容下，氣體壓強(qiáng)之比等于其物質(zhì)的量之比，故4s時(shí)容器內(nèi)的壓強(qiáng)為開始時(shí)的$\frac{1.2mol}{1mol}$=1.2倍，
答：4s時(shí)容器內(nèi)的壓強(qiáng)為開始時(shí)的1.2倍；
（3）恒溫恒容下，氣體壓強(qiáng)之比等于其物質(zhì)的量之比，則平衡時(shí)混合氣體總物質(zhì)的量為1mol×1.8=1.8mol，則：
N₂O₄（無色）?2NO₂（紅棕色） 物質(zhì)的量增大
1                                               1
0.8mol                           1.8mol-1mol=0.8mol
平衡時(shí)容器內(nèi)N₂O₄的濃度是$\frac{1mol-0.8mol}{10L}$=0.02mol/L，
答：平衡時(shí)容器內(nèi)N₂O₄的濃度是0.02mol/L．

點(diǎn)評 本題考查化學(xué)反應(yīng)速率計(jì)算、化學(xué)平衡有關(guān)計(jì)算，試題貼近教材，基礎(chǔ)性強(qiáng)，難度不大，有利于基礎(chǔ)知識(shí)的鞏固．