Question

20．在一个密闭容器中充入N₂O₄气体，发生反应：N₂O₄（g）?2NO₂（g），达到平衡时，混合气体的平均分子质量为57.5．求：
（1）平衡时，混合气体中N₂O₄与NO₂的体积比．
（2）N₂O₄的平衡转化率．

Answer 1

分析 相同条件下体积比等于物质的量比，设平衡时N₂O₄和NO₂混合气体中各物质的量分别为xmol和ymol，混合气体的平均分子质量为57.5，则$\frac{92x+46y}{x+y}$=57.5；
           N₂O₄（g）?2NO₂（g），
开始      a                   0
转化      n                  2n
平衡    a-n                 2n
（a-n）：2n=x：y，以此来解答．

解答 解：（1）设平衡时N₂O₄和NO₂混合气体中各物质的量分别为xmol和ymol，混合气体的平均分子质量为57.5，则$\frac{92x+46y}{x+y}$=57.5，解得x：y=1：3，即平衡时，混合气体中N₂O₄与NO₂的体积比为1：3，
答：平衡时，混合气体中N₂O₄与NO₂的体积比为1：3；
（2）设充入N₂O₄气体为a，
     N₂O₄（g）?2NO₂（g），
开始      a                   0
转化      n                  2n
平衡    a-n                 2n
（a-n）：2n=x：y=1：3，
解得n=0.6a，
N₂O₄的平衡转化率为$\frac{0.6a}{a}$×100%=60%，
答：N₂O₄的平衡转化率为60%．

点评 本题考查化学平衡的计算，为高频考点，把握平均相对分子质量的计算、平衡三段法、转化率计算为解答的关键，侧重分析与计算能力的考查，题目难度不大．