非金屬元素氮有多種氧化物，如NO、NO2、N2O4等．已知 N2O4 和NO2相互轉(zhuǎn)化關(guān)系為：N2O4（g）?2NO2（g）△H=+57kJ?mol-1
（1）在100℃時，將0.400mol的NO2氣體充入2L抽空的恒容密閉容器中，每隔一定時間就對該容器內(nèi)的物質(zhì)進行分析，得到如下表數(shù)據(jù)：
時間（s） 0 20 40 60 80
n（NO2）/mol 0.40 n1 0.26 n3 n4
n（N2O4）/mol 0.00 0.05 n2 0.08 0.08
①在上述條件下，從反應(yīng)開始直至20s時，二氧化氮的平均反應(yīng)速率為
0.0025mol?（L?s）-1
0.0025mol?（L?s）-1
．
②若在相同情況下最初向該容器充入的是N2O4氣體，要達到上述同樣的平衡狀態(tài)，N2O4的起始濃度是
0.10
0.10
mol?L-1．
③計算②中條件下達到平衡后混合氣體的平均相對分子質(zhì)量為
57.5
57.5
．（結(jié)果保留小數(shù)點后一位）
④某溫度時測得該反應(yīng)的平衡常數(shù)K的值為0.28，則該溫度
＜
＜
100℃（填“＞”、“＜”或“=”）．升高溫度后，反應(yīng)2NO2?N2O4的平衡常數(shù)K將
減小
減小
（填“增大”、“減小”或“不變”）．
（2）①實驗室制取NO2時，用
向上排氣
向上排氣
法收集；
②要測定NO2的相對分子質(zhì)量時，選擇的實驗條件是：
高溫低壓
高溫低壓
（溫度高低、壓強大小角度考慮）．
分析：（2）①根據(jù)公式反應(yīng)速率v=
△c
△t
來計算；
②根據(jù)各組分的濃度變化量之比等于系數(shù)值比來計算；
③根據(jù)公式平均分子量=
混合氣體總質(zhì)量
混合氣體總的物質(zhì)的量
，結(jié)合平衡時各組分的量來計算
④根據(jù)100℃平衡常數(shù)與該溫度平衡常數(shù)相對大小判斷溫度高低；升高溫度平衡向吸熱反應(yīng)方向移動；
（2）①根據(jù)二氧化氮的性質(zhì)和密度確定收集方法；
②要想測定NO2的相對分子質(zhì)量時應(yīng)盡量使氣體為二氧化氮，即使平衡向正反應(yīng)方向移動．
解答：解：（1）①從反應(yīng)開始直至20s時，四氧化二氮的平均反應(yīng)速率v=
△c
△t
=
0.05mol
2L
20s
=0.00125mol/（L?s），二氧化氮的平均反應(yīng)速率為四氧化二氮的平均反應(yīng)速率的2倍，即為0.0025mol?（L?s）-1，
故答案為：0.0025mol?L-1?s-1；
②若在相同情況下最初向該容器充入的是N2O4氣體，要達到上述同樣的平衡狀態(tài)，N2O4的起始濃度是c，則     
                       N2O4 ?2NO2
起始濃度（mol?L-1）      c      0
轉(zhuǎn)化濃度（mol?L-1）   c-0.04    0.12
平衡濃度（mol?L-1）　    0.04   0.12
所以
c-0.04
0.12
=0.5，解得c=0.10，
故答案為：0.10
③根據(jù)題意可知：
                       N2O4 ?2NO2
起始濃度（mol?L-1）    0.10     0
轉(zhuǎn)化濃度（mol?L-1）     0.06   0.12
平衡濃度（mol?L-1）　    0.04   0.12
根據(jù)平均分子量=
混合氣體總質(zhì)量
混合氣體總的物質(zhì)的量
=
0.04mol/L×92g/mol+0.12mol×46g/mol
0.04mol+0.12mol
=57.5g/mol，
故答案為：57.5；
 ④100℃時，在60s時，反應(yīng)已達平衡狀態(tài)，所以n3=n4，當四氧化二氮的濃度為
0.08
2
mol/L=0.04mol/L時，二氧化氮的濃度是：
0.4
2
mol/L-0.04mol/L×2=0.12mol/L，反應(yīng)的平衡常數(shù)K=
0.04
0.12×0.12
=2.78，
該反應(yīng)的正反應(yīng)是吸熱反應(yīng)，升高溫度平衡常數(shù)增大，當0.78＜2.78，該溫度＜100℃，升高溫度后升高溫度后，反應(yīng)2NO2?N2O4的平衡常數(shù)K將減小
故答案為：＜；減�。�
（2）①二氧化氮易和水反應(yīng)生成硝酸和一氧化氮，且二氧化氮密度大于空氣，所以應(yīng)該采用向上排氣法收集，故答案為：向上排氣；
②要想測定NO2的相對分子質(zhì)量時應(yīng)盡量使氣體為二氧化氮，即使平衡向正反應(yīng)方向移動，該反應(yīng)的正反應(yīng)是反應(yīng)前后氣體體積增大的吸熱反應(yīng)，升高溫度降低壓強平衡向正反應(yīng)方向移動，故答案為：高溫低壓．
點評：本題涉及知識點較多，化學平衡常數(shù)的計算、外界條件對化學平衡的影響是學習重點也是學習難點，更是考查熱點，難度較大．
練習冊系列答案
相關(guān)習題

科目：高中化學 來源：福建省廈門一中2010－2011學年高二下學期期中考試化學試題 題型：022

非金屬元素氮有多種氧化物，如NO、NO2、N2O4等．已知NO2和N2O4的結(jié)構(gòu)式分別是和．實驗測得N－N鍵鍵能為167 kJ·mol－1，NO2中氮氧雙鍵的平均鍵能為466 kJ·mol－1，N2O4中氮氧雙鍵的平均鍵能為438.5 kJ·mol－1．

(1)

寫出N2O4轉(zhuǎn)化為NO2的熱化學方程式________

(2)

對反應(yīng)N2O4(g)2NO2(g)，在溫度為T1、T2時，平衡體系中NO2的體積分數(shù)隨壓強變化曲線如圖所示．下列說法正確的是

[　　]

A．

A、C兩點的反應(yīng)速率：A＞C

B．

B、C兩點的氣體的平均相對分子質(zhì)量：B＜C

C．

A、C兩點氣體的顏色：A深，C淺

D．

由狀態(tài)B到狀態(tài)A，可以用加熱的方法

(3)

在100℃時，將0.400 mol的NO2氣體充入2 L抽空的密閉容器中，每隔一定時間就對該容器內(nèi)的物質(zhì)進行分析，得到如下表數(shù)據(jù)：

①在上述條件下，從反應(yīng)開始直至20 s時，二氧化氮的平均反應(yīng)速率為________．

②該反應(yīng)的平衡常數(shù)K的值為________；若100℃時的某時刻測得c(NO2)＝1.00 mol/L，c(N2O4)＝0.20 mol/L，則該時刻的v正________v逆(填“＞”、“＜”或“＝”)，升高溫度后，反應(yīng)2NO2N2O4的平衡常數(shù)將________(填“增大”、“減小”或“不變”)．

③若在相同情況下最初向該容器充入的是N2O4氣體，要達到上述同樣的平衡狀態(tài)，N2O4的起始濃度是________mol·L－1．

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科目：高中化學 來源： 題型：閱讀理解

（15分）非金屬元素氮有多種氧化物，如NO、NO2、N2O4等。已知NO2和N2O4的結(jié)構(gòu)式分別是和。實驗測得N－N鍵鍵能為167kJ·mol－1，NO2中氮氧雙鍵的平均鍵能為466 kJ·mol－1，N2O4中氮氧雙鍵的平均鍵能為438.5 kJ·mol－1。

（1）寫出NO2轉(zhuǎn)化為N2O4的熱化學方程式_________________________________________

（2）對反應(yīng)2NO2(g) N2O4 (g)，在溫度為T1、T2時，平衡體系中NO2的體積分數(shù)隨壓強變化曲線如圖所示。下列說法正確的是(        )

A．A、C兩點的反應(yīng)速率：A＞C

B．B、C兩點的氣體的平均相對分子質(zhì)量：B＜C

C．A、C兩點氣體的顏色：A深，C淺

D．由狀態(tài)B到狀態(tài)A，可以用加熱的方法

（3）在100℃時，將0.400mol的NO2氣體充入2 L抽空的密閉容器中，每隔一定時間就對該容器內(nèi)的物質(zhì)進行分析，得到如下表數(shù)據(jù)：

時間（s）

0

20

40

60

80

n(NO2)/mol

0.40

n1

0.26

n3

n4

n(N2O4)/mol

0.00

0.05

n2

0.08

0.08

①在上述條件下，從反應(yīng)開始直至20 s時，二氧化氮的平均反應(yīng)速率為___    __。

②2NO2(g) N2O4(g)該反應(yīng)的平衡常數(shù)K的值為             ；若100℃時的某時刻測得c(NO2)=1.00mol/L,c(N2O4)=0.20mol/L，則該時刻的v正 　　  v逆（填“>”、“<”或“=”），升高溫度后，反應(yīng)2NO2N2O4的平衡常數(shù)K將       （填“增大”、“減小”或“不變”）。

③若在相同情況下最初向該容器充入的是N2O4氣體，要達到上述同樣的平衡狀態(tài)，N2O4的起始濃度是_____________mol·L－1。

④計算③中條件下達到平衡后混合氣體的平均相對分子質(zhì)量為____________。（結(jié)果保留小數(shù)點后一位）

 

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科目：高中化學 來源：2012屆江蘇省無錫市輔仁高級中學高三第二次考試化學試卷 題型：填空題

（15分）非金屬元素氮有多種氧化物，如NO、NO2、N2O4等。已知NO2和N2O4的結(jié)構(gòu)式分別是和。實驗測得N－N鍵鍵能為167kJ·mol－1，NO2中氮氧雙鍵的平均鍵能為466 kJ·mol－1，N2O4中氮氧雙鍵的平均鍵能為438.5 kJ·mol－1。
（1）寫出NO2轉(zhuǎn)化為N2O4的熱化學方程式_________________________________________
（2）對反應(yīng)2NO2 (g) N2O4 (g)，在溫度為T1、T2時，平衡體系中NO2的體積分數(shù)隨壓強變化曲線如圖所示。下列說法正確的是(         )

A．A、C兩點的反應(yīng)速率：A＞C
B．B、C兩點的氣體的平均相對分子質(zhì)量：B＜C
C．A、C兩點氣體的顏色：A深，C淺
D．由狀態(tài)B到狀態(tài)A，可以用加熱的方法
（3）在100℃時，將0.400mol的NO2氣體充入2 L抽空的密閉容器中，每隔一定時間就對該容器內(nèi)的物質(zhì)進行分析，得到如下表數(shù)據(jù)：

時間（s）
0
20
40
60
80
n(NO2)/mol
0.40
n1
0.26
n3
n4
n(N2O4)/mol
0.00
0.05
n2
0.08
0.08
①在上述條件下，從反應(yīng)開始直至20 s時，二氧化氮的平均反應(yīng)速率為___    __。
②2NO2(g) N2O4(g)該反應(yīng)的平衡常數(shù)K的值為             ；若100℃時的某時刻測得c(NO2)=1.00mol/L,c(N2O4)=0.20mol/L，則該時刻的v正 　　 v逆（填“>”、“<”或“=”），升高溫度后，反應(yīng)2NO2N2O4的平衡常數(shù)K將       （填“增大”、“減小”或“不變”）。
③若在相同情況下最初向該容器充入的是N2O4氣體，要達到上述同樣的平衡狀態(tài)，N2O4的起始濃度是_____________mol·L－1。
④計算③中條件下達到平衡后混合氣體的平均相對分子質(zhì)量為____________。（結(jié)果保留小數(shù)點后一位）

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科目：高中化學 來源：2013-2014學年上海市閔行區(qū)高三上學期期末教學質(zhì)量檢測化學試卷（解析版） 題型：填空題

在一百多種化學元素中，非金屬占了23種。80%的非金屬元素在社會中占重要位置。如C、N、O、Si、Cl等。

（1）氯元素原子最外電子層上有    種能量不同的電子，該元素的簡單陰離子核外電子排布式是                   。

（2）由氮元素與硅元素組成的物質(zhì)，可用于制造發(fā)動機的耐熱部件，因為它屬于        晶體，請寫出該化合物的化學式             。

（3）下列事實能說明氯與氧兩元素非金屬性相對強弱的有            。（選填編號）

a．Cl原子最外層電子數(shù)比氧多

b．酸性：HCl＞H2O

c．ClO2中氯元素為+4價，氧元素為−2價

d．沸點：H2O＞HCl

與Cl2相比較，ClO2處理水時被還原成Cl－，不生成有機氯代物等有害物質(zhì)。工業(yè)上可用亞氯酸鈉和稀鹽酸為原料制備ClO2，反應(yīng)如下：NaClO2 +HCl ClO2↑+___________________（沒有配平）

（4）上述方程式中，缺項物質(zhì)是___________，配平方程式，并在下面補全反應(yīng)物系數(shù)。____NaClO2 +____HCl

（5）該反應(yīng)中氧化劑和還原劑的物質(zhì)的量之比是        。生成0.2 mol ClO2轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量為 _______ mol。

（6）ClO2對污水中Fe2＋、Mn2＋、S2－和CN－等有明顯的去除效果。某污水中含CN－a mg/L，現(xiàn)用ClO2將CN－氧化，只生成兩種無毒氣體。處理100m3這種污水，至少需要ClO2 _______ mol 。

 

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科目：高中化學 來源：2011-2012學年江蘇省無錫市高三第二次考試化學試卷 題型：填空題

（15分）非金屬元素氮有多種氧化物，如NO、NO2、N2O4等。已知NO2和N2O4的結(jié)構(gòu)式分別是和。實驗測得N－N鍵鍵能為167kJ·mol－1，NO2中氮氧雙鍵的平均鍵能為466 kJ·mol－1，N2O4中氮氧雙鍵的平均鍵能為438.5 kJ·mol－1。

（1）寫出NO2轉(zhuǎn)化為N2O4的熱化學方程式_________________________________________

（2）對反應(yīng)2NO2 (g) N2O4 (g)，在溫度為T1、T2時，平衡體系中NO2的體積分數(shù)隨壓強變化曲線如圖所示。下列說法正確的是(         )

A．A、C兩點的反應(yīng)速率：A＞C

B．B、C兩點的氣體的平均相對分子質(zhì)量：B＜C

C．A、C兩點氣體的顏色：A深，C淺

D．由狀態(tài)B到狀態(tài)A，可以用加熱的方法

（3）在100℃時，將0.400mol的NO2氣體充入2 L抽空的密閉容器中，每隔一定時間就對該容器內(nèi)的物質(zhì)進行分析，得到如下表數(shù)據(jù)：

時間（s）

0

20

40

60

80

n(NO2)/mol

0.40

n1

0.26

n3

n4

n(N2O4)/mol

0.00

0.05

n2

0.08

0.08

①在上述條件下，從反應(yīng)開始直至20 s時，二氧化氮的平均反應(yīng)速率為___     __。

②2NO2(g) N2O4(g)該反應(yīng)的平衡常數(shù)K的值為              ；若100℃時的某時刻測得c(NO2)=1.00mol/L,c(N2O4)=0.20mol/L，則該時刻的v正 　　  v逆（填“>”、“<”或“=”），升高溫度后，反應(yīng)2NO2N2O4的平衡常數(shù)K將        （填“增大”、“減小”或“不變”）。

③若在相同情況下最初向該容器充入的是N2O4氣體，要達到上述同樣的平衡狀態(tài)，N2O4的起始濃度是_____________mol·L－1。

④計算③中條件下達到平衡后混合氣體的平均相對分子質(zhì)量為____________。（結(jié)果保留小數(shù)點后一位）

 

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