Question

20．在一個密閉容器中充入N₂O₄氣體，發(fā)生反應：N₂O₄（g）?2NO₂（g），達到平衡時，混合氣體的平均分子質量為57.5．求：
（1）平衡時，混合氣體中N₂O₄與NO₂的體積比．
（2）N₂O₄的平衡轉化率．

Answer 1

分析 相同條件下體積比等于物質的量比，設平衡時N₂O₄和NO₂混合氣體中各物質的量分別為xmol和ymol，混合氣體的平均分子質量為57.5，則$\frac{92x+46y}{x+y}$=57.5；
           N₂O₄（g）?2NO₂（g），
開始      a                   0
轉化      n                  2n
平衡    a-n                 2n
（a-n）：2n=x：y，以此來解答．

解答 解：（1）設平衡時N₂O₄和NO₂混合氣體中各物質的量分別為xmol和ymol，混合氣體的平均分子質量為57.5，則$\frac{92x+46y}{x+y}$=57.5，解得x：y=1：3，即平衡時，混合氣體中N₂O₄與NO₂的體積比為1：3，
答：平衡時，混合氣體中N₂O₄與NO₂的體積比為1：3；
（2）設充入N₂O₄氣體為a，
     N₂O₄（g）?2NO₂（g），
開始      a                   0
轉化      n                  2n
平衡    a-n                 2n
（a-n）：2n=x：y=1：3，
解得n=0.6a，
N₂O₄的平衡轉化率為$\frac{0.6a}{a}$×100%=60%，
答：N₂O₄的平衡轉化率為60%．

點評 本題考查化學平衡的計算，為高頻考點，把握平均相對分子質量的計算、平衡三段法、轉化率計算為解答的關鍵，側重分析與計算能力的考查，題目難度不大．