Question

100℃時(shí)，在1L恒溫恒容的密閉容器中，通入0.1mol N₂O₄，發(fā)生反應(yīng)：N₂O₄（g）?2NO₂（g）；△H=+57.0kJ?mol^-1，NO₂和N₂O₄的濃度如圖甲所示．NO₂和N₂O₄的消耗速率與其濃度的關(guān)系如乙圖所示，

（1）在0～60s內(nèi)，以N₂O₄表示的平均反應(yīng)速率為

 

 mol?L^-1?s^-1．
（2）根據(jù)甲圖中有關(guān)數(shù)據(jù)，計(jì)算100℃時(shí)該反應(yīng)的平衡常數(shù)：K₁═

 

═0.36mol?L^-1?S^-1
若其他條件不變，升高溫度至120℃，達(dá)到新平衡的常數(shù)是k₂，則k₁

 

k₂（填“＞”、“＜”或“=”）．
（3）反應(yīng)進(jìn)行到100s時(shí)，若有一項(xiàng)條件發(fā)生變化，變化的條件可能是

 

．
A．降低溫度    　　　　　B．通入氦氣使其壓強(qiáng)增大
C．又往容器中充入N₂O₄    D．增加容器體積
（4）乙圖中，交點(diǎn)A表示該反應(yīng)的所處的狀態(tài)為

 

．
A．平衡狀態(tài)      　　  B．朝正反應(yīng)方向移動(dòng)
C．朝逆反應(yīng)方向移動(dòng)     D．無(wú)法判斷
（5）已知：
N₂（g）+2O₂（g）═2NO₂（g）；△H=+67.2kJ?mol^-1．
N₂H₄（g）+O₂（g）═N₂（g）+2H₂O（g）△H=-534.7kJ?mol^-1．
N₂O₄（g）?2NO₂（g）△H=+57.0kJ?mol^-1．
則：2N₂H₄（g）+N₂O₄（g）═3N₂（g）+4H₂O（g）△H=

 

kJ?mol^-1．

Answer 1

考點(diǎn)：物質(zhì)的量或濃度隨時(shí)間的變化曲線,用蓋斯定律進(jìn)行有關(guān)反應(yīng)熱的計(jì)算,化學(xué)平衡的影響因素,化學(xué)平衡狀態(tài)的判斷

專題：化學(xué)平衡專題

分析：由圖甲可知知，起始時(shí)c（ N₂O₄）=0.1mol/L，60秒時(shí)反應(yīng)處于平衡狀態(tài)時(shí)c′（ N₂O₄）=0.04mol/L，c′（ NO₂）=0.12mol/L，
（1）根據(jù)

△c

△t

計(jì)算反應(yīng)速率；
（2）根據(jù)平衡常數(shù)的定義寫(xiě)表達(dá)式，根據(jù)影響平衡移動(dòng)的因素作判斷；
（3）根據(jù)圖象可知，100s時(shí)N₂O₄濃度在原來(lái)的基礎(chǔ)上變大，而NO₂的濃度在原來(lái)的基礎(chǔ)上變小，說(shuō)明平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng)，是通過(guò)溫度的變化而影響的，而這個(gè)反應(yīng)為吸熱反應(yīng)，所以改變的條件為降溫，據(jù)此答題；
（4）乙圖中，交點(diǎn)A表示消耗的速率v（ N₂O₄）=v（ NO₂），該反應(yīng)的所處的狀態(tài)時(shí)，消耗的速率2v（ N₂O₄）=v（ NO₂），所以此時(shí)，二氧化氮的消耗速率小于四氧化二氮的消耗速率，反應(yīng)向正反應(yīng)方向移動(dòng)，據(jù)此判斷；
（5）根據(jù)蓋斯定律計(jì)算出反應(yīng)熱，寫(xiě)出熱化學(xué)方程式；

解答： 解：由圖甲可知知，起始時(shí)c（ N₂O₄）=0.1mol/L，60秒時(shí)反應(yīng)處于平衡狀態(tài)時(shí)c′（ N₂O₄）=0.04mol/L，c′（ NO₂）=0.12mol/L，
（1）根據(jù)

△c

△t

，以N₂O₄表示的平均反應(yīng)速率為

0.1mol/L-0.04mol/L

60s

=1×10^-3mol/（L?s），故答案為為：1×10^-3；
（2）根據(jù)平衡常數(shù)的定義寫(xiě)表達(dá)式K=

c2(NO2)

c (N2O4)

，因?yàn)樵摲磻?yīng)為吸熱反應(yīng)，根據(jù)溫度對(duì)平衡移動(dòng)的影響可知，升溫平衡向吸熱反應(yīng)方向移動(dòng)即正向移動(dòng)，所以K值變大，k₁＜k₂，
故答案為：

c2(NO2)

c (N2O4)

，＜；
（3）根據(jù)圖象可知，100s時(shí)N₂O₄濃度在原來(lái)的基礎(chǔ)上變大，而NO₂的濃度在原來(lái)的基礎(chǔ)上變小，說(shuō)明平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng)，是通過(guò)溫度的變化而影響的，而這個(gè)反應(yīng)為吸熱反應(yīng)，所以改變的條件為降溫，故選A；
（4）乙圖中，交點(diǎn)A表示的消耗速率v（ N₂O₄）=v（ NO₂），而達(dá)到平衡時(shí)NO₂的消耗速率應(yīng)該是N₂O₄消耗速率的2倍，v（ NO₂）=2v（ N₂O₄），因此此時(shí)v_逆＜v_正，所以反應(yīng)向正反應(yīng)方向移動(dòng)，故選B；
（5）①N₂（g）+2O₂（g）═2NO₂（g）；△H=+67.2kJ?mol^-1．
②N₂H₄（g）+O₂（g）═N₂（g）+2H₂O（g）△H=-534.7kJ?mol^-1．
③N₂O₄（g）?2NO₂（g）△H=+57.0kJ?mol^-1．
根據(jù)蓋斯定律，②×2-①+③可寫(xiě)出熱化學(xué)方程式2N₂H₄（g）+N₂O₄（g）═3N₂（g）+4H₂O（g）△H=-534.7kJ?mol^-1×2-67.2kJ?mol^-1+57.0kJ?mol^-1=-1079.6kJ?mol^-1；故答案為：-1079.6．

點(diǎn)評(píng)：本題主要考查了化學(xué)反應(yīng)速率、化學(xué)平衡常數(shù)的計(jì)算、影響化學(xué)平衡移動(dòng)的因素、熱化學(xué)方程式等知識(shí)點(diǎn)，有一定的綜合性，難度中等．