Question

14．在一定溫度下向一個(gè)體積為2L固定容積的密閉容器中充入一定量的N₂O₄，進(jìn)行如下化學(xué)反應(yīng)：N₂O₄（g）?2NO₂（g），請(qǐng)回答下列問(wèn)題：
（1）下列說(shuō)法能夠判斷該反應(yīng)已經(jīng)達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài)的是BD．
A．容器內(nèi)混合氣體密度不變
B．混合氣體的壓強(qiáng)不變
C．0.5molN₂O₄分解的同時(shí)有1molNO₂生成
D．混合氣體的顏色不變
（2）每隔一段時(shí)間對(duì)該密閉容器內(nèi)的物質(zhì)進(jìn)行分析，得到如下數(shù)據(jù)：

時(shí)間（s）	0	20	40	60	80	100
n（N2O4） （mol）	2.80	a	2.00	c	d	1.60
n（NO2） （mol）	0	0.96	b	2.08	2.40	2.40

①b的值為0.16；
②達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài)時(shí)，N₂O₄的平衡轉(zhuǎn)化率為42.9%（或42.86%）；
③20s～40s內(nèi)用N₂O₄表示該反應(yīng)的平均反應(yīng)速率υ（N₂O₄）=0.01mol•L^-1•s^-1．

Answer 1

分析 （1）結(jié)合平衡的特征“等、定”及衍生的物理量判定平衡狀態(tài)；
（2）①由表格數(shù)據(jù)可知，N₂O₄減少2.80mol-2.00mol=0.80mol，結(jié)合N₂O₄（g）?2NO₂（g）計(jì)算；
②由表格數(shù)據(jù)可知，80s達(dá)到平衡狀態(tài)，生成NO₂為2.40mol，由反應(yīng)可知參加反應(yīng)的N₂O₄為1.20mol；
③結(jié)合v=$\frac{△c}{△t}$、速率之比等于化學(xué)計(jì)量數(shù)之比來(lái)計(jì)算．

解答 解：（1）A．混合氣體的質(zhì)量、體積不變，則容器內(nèi)混合氣體密度不變，不能判定平衡狀態(tài)，故A不選；
B．該反應(yīng)為氣體體積增大的反應(yīng)，則混合氣體的壓強(qiáng)不變，達(dá)到平衡狀態(tài)，故B選；
C．0.5molN₂O₄分解的同時(shí)有1molNO₂生成，只體現(xiàn)正反應(yīng)速率，不能判定平衡狀態(tài)，故C不選；
D．混合氣體的顏色不變，可知c（NO₂）不變，達(dá)到平衡狀態(tài)，故D選；
故答案為：BD；
（2）①由表格數(shù)據(jù)可知，N₂O₄減少2.80mol-2.00mol=0.80mol，由N₂O₄（g）?2NO₂（g）可知，b的值為0.08×2=0.16，
故答案為：0.16；
②由表格數(shù)據(jù)可知，80s達(dá)到平衡狀態(tài)，生成NO₂為2.40mol，由反應(yīng)可知參加反應(yīng)的N₂O₄為1.20mol，N₂O₄的平衡轉(zhuǎn)化率為$\frac{1.20}{2.80}$×100%=42.9%（或42.86%），
故答案為：42.9%（或42.86%）；
③20s～40s內(nèi)用NO₂表示該反應(yīng)的平均反應(yīng)速率為$\frac{\frac{0.96mol-0.16mol}{2L}}{20s}$=0.02 mol•L^-1•s^-1，由速率之比等于反應(yīng)速率之比可知，20s～40s內(nèi)用N₂O₄表示該反應(yīng)的平均反應(yīng)速率υ（N₂O₄）=0.02 mol•L^-1•s^-1×$\frac{1}{2}$=0.01 mol•L^-1•s^-1，
故答案為：0.01 mol•L^-1•s^-1．

點(diǎn)評(píng) 本題考查化學(xué)平衡，為高頻考點(diǎn)，把握表格中數(shù)據(jù)、速率及轉(zhuǎn)化率計(jì)算、平衡判定為解答的關(guān)鍵，側(cè)重分析與應(yīng)用能力的考查，注意表格數(shù)據(jù)的應(yīng)用，題目難度不大．