Question

【題目】已知2NO2N2O4（無色氣體）。a的容積保持不變，b的上蓋可隨容器內氣體壓強的改變而上下移動，以保持容器內外壓強相等。保持溫度不變，將等量的NO2充入“起始態(tài)”相同的容器a、b中，同時開始反應。

（1）5min后，容器a中反應達到平衡，此時測得N2O4的濃度為0.15mol/L，則前5minNO2的平均反應速率為 ；b中達到平衡所需要的時間 5min。（填“＞”、“＜”或“＝”）

（2）達到平衡時，b中的密度變?yōu)樵瓉淼?/3倍，則NO2轉化率為 。

（3）下列信息能說明上述反應在b中達到平衡狀態(tài)的是

A．每消耗2molNO2，同時生成1molN2O4

B．反應容器內的壓強不再發(fā)生變化

C．氣體的平均相對分子質量不再發(fā)生變化

D．氣體的密度不再發(fā)生變化

E．2v(NO2)正＝v(N2O4)逆

F．容器內顏色不再變化

Answer 1

【答案】（1）0.06mol/(L·min)；＜；（2）50% ；（3）CDF。

【解析】

試題分析：（1）5min后，容器a中反應達到平衡，此時測得N2O4的濃度為0.15mol/L，則前5minNO2的平均反應速率為v(NO2)=2v(N2O4)=2×(0.15mol/L÷5min) =）0.06mol/(L·min)；應用b是在恒壓下進行，反應過程中物質的濃度大于a，濃度越大，反應速率越快，所以b中達到平衡所需要的時間＜5min。（2）達到平衡時，b中的密度變?yōu)樵瓉淼?/3倍，則容器的容積是原理的3/4，由于反應前后氣體的質量不變，根據2NO2N2O4可知，加入開始有2molNO2氣體，每有2mol NO2發(fā)生反應，氣體的物質的量減小1mol，容器的容積減小1/2，現在 容器的容積減小1/4mol，則有1/2mol NO2發(fā)生反應，NO2轉化率為(1/2mol÷1mol)×100％＝50%；（3）A．表示反應正向進行，任何時刻都存在該轉化關系，錯誤；B．該反應是在恒壓下進行，任何時刻反應體系的壓強都不變，所以不能判斷反應是否達到平衡，錯誤；C．若氣體的平均相對分子質量不在發(fā)生變化，則氣體的物質的量不變，反應達到平狀態(tài)，正確；D．若氣體的密度不再發(fā)生變化，則任何氣體的物質的量不變，反應達到平衡狀態(tài)，正確；E．2v(NO2)正＝v(N2O4)逆，表示反應逆向進行，未達到平衡狀態(tài)，錯誤；F．在混合氣體中只有NO2是有色氣體，若容器內顏色不再變化，說明任何物質的濃度不變，反應達到平衡狀態(tài)，正確。