Question

18．(12分)在一恒溫恒容體積為1 L的容器中存在如下可逆反應：2NO2（g） N2O4（g），已知NO2、N2O4的消耗速率與本身濃度存在下列關系v（NO2） = k1·c（NO2）2，v（N2O4） = k2·c（N2O4）其中k1、k2反應及溫度有關的常數(shù)，可以根據(jù)上述關系式建立一個速率－濃度的圖像如下

試回答下列問題

（1）圖中的交點A對應該可逆反應的狀態(tài)是否達到化學平衡狀態(tài)？_ 填“是”或“否”）作出判斷的理由是_________________

（2）若k1 = k2，則在開始時向該容器中充入1 molNO2，則達到平衡時NO2的濃度為____mol·L－1，N2O4的濃度為___ mol·L－1

（3）若k1≠k2，則在開始時向該容器中充入1 molNO2，設達到平衡時NO2的濃度為c1，N2O4的濃度為c2，則c1與c2的關系為 ，c1、c2、k1、k2存在的關系為______

Answer 1

（1）否；交點處只滿足v(NO2)=v(N2O4)，而達到平衡時，v(NO2)=2 v(N2O4)

（2）；

（3）c1+2c2=1mol/L；2k2c2=k1c12

【解析】

試題分析：（1）由圖可知，交點A處標志著NO2與N2O4的速率相等，但不代表達到平衡，達到平衡時v(NO2)=2 v(N2O4)；（2）當k1=k2時，設N2O4轉化了x mol/L，

2NO2（g） N2O4（g）

始 1mol/L 0

轉 2x x

平 1-2x x

K==== 解得x=mol/L ；1-2x=mol/L

即N2O4的濃度為mol·L－1；NO2的濃度為mol·L－1

（3）當k1≠k2時

2NO2（g） N2O4（g）

始 1mol/L 0

轉 1-c1 c2

平 c1 c2

= 解得2c2=1-c1 即c1+2c2=1mol/L

== 整理后得2k2c2=k1c12

考點：化學平衡的影響因素、化學平衡的計算