Question

已知NO₂和N₂O₄可以相互转化： N₂O₄  2NO₂，某温度时，把1mol N₂O₄气体通入体积为10L的真空密闭容器中，立即出现棕色，反应进行4s时NO₂的浓度为0.04mol/L，再经过一定时间后，反应到达平衡，这时容器内压强为开始时的1.8倍。
（1）前4s中以N₂O₄的浓度变化表示的平均反应速度为            mol/L·s
（2）在4s时容器内的压强为开始时的           倍
（3）在平衡时容器内含N₂O₄                mol
（4）在平衡时容器内NO₂的浓度为           mol/L
（5）平衡时N₂O₄的转化率为          

Answer 1

（1）0.005mol/（L·s）（2）1.2倍（3）0.2mol（4）0.16mol/L （5）80%

解析试题分析：N₂O₄2 NO₂
（1）反应进行4s时NO₂的浓度为0.04mol/L；则v（NO₂）="0.04mol/L" / 4s="0.04mol/(L·s)" ；v(N₂O₄)/v(NO₂)=1/2，故前4秒以N₂O₄浓度变化表示的平均反应速率为0.005mol/(L·s)
（2）等温等容，压强与气体的物质的量成正比。则4秒时，n(NO₂)="0.04mol/L" * 10L = 0.4mol
参加反应的N₂O₄为0.2mol，则此时容器内气体总物质的量为1mol-0.2mol+0.4mol=1.2mol，起始是容器中只有1mol N₂O₄气体，则在4s时容器内的压强为开始时的1.2倍；
（3）平衡时压强为开始的1.8倍，则平衡时容器内气体物质的量为1.8mol，设参加反应的N₂O₄为x，则有(1-x)+2x=1.8 解得：x=0.8mol，则在平衡时容器内含N₂O₄ 的物质的量为：1mol-0.8mol=0.2mol；
（4）由于在平衡时容器内含N₂O₄ 0.8mol，故此时容器内NO₂的浓度为（0.8*2）/10 mol/L =0.16mol/L，则在平衡时容器内NO₂的浓度为0.16mol/L；
（5）平衡时消耗的N₂O₄物质的量为：0.8mol ,则平衡时N₂O₄的转化率为：0.8mol/1mol=80% ；
考点：可逆反应、化学反应速率、转化率
点评：化学反应速率为高考重要考点之一，基础演算能力的要求较高，而且全面要求考生对可逆反应、化学反应速率等相关知识的理解与熟练掌握，具有一定的分析力度与考查难度，考生平时应当多注重化学反应速率相关内容的实践练习。