Question

在一定温度下，将0.20molN₂O₄气体充入2.0L密闭容器中，间隔一定时间对该容器的气体进行分析数据如下：

时间 （s）	0	20	40	60	80
c（N2O4）mol/L	0.10	C1	0.050	C3	C4
c（NO2）mol/L	0.00	0.060	C2	0.12	0.12

（1）该反应的平衡常数表达式为

 

，计算20s到40s二氧化氮的平均反应速率v（NO₂）═

 

．
（2）若在相同条件下最开始充入的是NO₂气体，使得达到上述同样的平衡状态，NO₂的起始浓度是

 

．
（3）若在相同条件下起始时充入的NO₂气体0.16mol，要计算达到平衡时NO₂的转化率，请写出分析求解的思路（不必计算具体结果）

 

．

Answer 1

考点：化学平衡的计算,化学平衡常数的含义,化学反应速率和化学计量数的关系

专题：化学平衡专题

分析：（1）依据化学平衡的三段式列式计算平衡浓度，依据平衡常数、反应速率的概念计算得到；
（2）依据等效平衡的特征和相同平衡状态的建立分析判断；
（3）依据题意可以求出N₂0₄=2N0₂的平衡常数为

9

25

，此时反应 2NO₂?N₂O₄的平衡常数为其倒数，可以求出消耗的浓度进而可以求出转化率；

解答： 解：（1）在一定温度下，将0.20molN₂O₄气体充入2.0L密闭容器中，依据图表数据分析60s，反应达到平衡，N₂O₄?2NO₂，平衡常数K=

c2(NO2)

c(N2O4)

，依据反应的三段式列式计算：N₂O₄?2NO₂，
起始量（mol/L）         0.1     0
变化量（mol/L）        0.06    0.12
平衡量（mol/L）        0.04     0.12
依据图表数据结合反应化学方程式计算C₁=0.07mol/L，C₂=0.1mol/L，C₃=C₄=0.04mol/L，
20s到40s二氧化氮的平均反应速率v（NO₂）═

0.1mol/L-0.06mo/L

20s

=0.002mol/L?s；
故答案为：

c2(NO2)

c(N2O4)

，0.002mol/L?s；
（2）若在相同条件下最开始充入的是NO₂气体，使得达到上述同样的平衡状态，则二氧化氮浓度为 0.12mol/L，四氧化二氮浓度为0.04mol/L；
                2NO₂?N₂O₄
NO₂的起始浓度：0.2    0
转化浓度        0.08    0.04
平衡浓度        0.12    0.04   
二氧化氮的起始量为0.2mol/L；
故答案为：0.20mol/L；
（3）若在相同条件下起始时充入的NO₂气体0.16mol，要计算达到平衡时NO₂的转化率，依据题意和图表中平衡状态下的反应，可以求出N₂0₄=2N0₂的平衡常数为

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25

，无毒不变平衡常数不变，是反应的N₂0₄=2N0₂的逆反应，此时的平衡常数为其倒数，可以求出消耗的浓度进而可以求出转化率；
故答案为：依据题意可以求出N₂0₄=2N0₂的平衡常数为

9

25

，此时反应 2NO₂?N₂O₄的平衡常数为其倒数，可以求出消耗的浓度进而可以求出转化率；

点评：本题考查了化学平衡的建立和平衡分析的，平衡计算应用，平衡常数是随温度变化是解题的关键，题目难度中等．