Question

在100℃時(shí)，將2.00mol的二氧化氮?dú)怏w充入2L真空的密閉容器中，發(fā)生反應(yīng)2NO₂?N₂O₄，每隔一定時(shí)間就對(duì)該容器內(nèi)的物質(zhì)進(jìn)行分析，得到如表數(shù)據(jù)：

時(shí)間（s）	0	20	40	60	80
n（NO2）/mol	2.00	n1	1.25	n3	n4
n（N2O4）/mol	0.00	0.20	n2	0.50	0.50

（1）在上述條件下，從反應(yīng)開(kāi)始至20s 時(shí)，v（NO₂）=

 

mol/（L?s）．
（2）100℃時(shí)，該反應(yīng)的平衡常數(shù)為

 

．
（3）達(dá)到平衡后，如升溫，氣體顏色變深，則反應(yīng)2NO₂?N₂O₄的△H

 

0（填“＞”或“＜”）．
（4）保持溫度不變，在80s時(shí)，若將密閉容器的體積由2L擴(kuò)大到9L（如圖1所示），反應(yīng)2NO₂?N₂O₄
在t₁ s時(shí)重新達(dá)到平衡，測(cè)得 n（N₂O₄）=

 

mol，請(qǐng)?jiān)趫D2中畫出0～t₁s這一過(guò)程的變化曲線．

Answer 1

考點(diǎn)：物質(zhì)的量或濃度隨時(shí)間的變化曲線,化學(xué)平衡的影響因素

專題：化學(xué)平衡專題

分析：（1）先計(jì)算四氧化二氮的平均反應(yīng)速率，再根據(jù)同一可逆反應(yīng)中，同一時(shí)間段內(nèi)，各物質(zhì)的反應(yīng)速率之比等于其計(jì)量數(shù)之比計(jì)算二氧化氮的平均反應(yīng)速率；
（2）根據(jù)K=

c(N2O4)

c2(NO2)

進(jìn)行計(jì)算；
（3）升溫，氣體顏色變深，說(shuō)明平衡向生成二氧化氮方向移動(dòng)，所以2NO₂N₂O₄為放熱反應(yīng)，據(jù)此答題；
（4）根據(jù)平衡常數(shù)，利用三段式進(jìn)行計(jì)算，根據(jù)四氧化二氮的物質(zhì)的量的變化可以畫圖．

解答： 解：（1）c（N₂O₄）=

0.2mol 2L

20s

=0.005mol/（L．s），同一可逆反應(yīng)中，同一時(shí)間段內(nèi)，各物質(zhì)的反應(yīng)速率之比等于其計(jì)量數(shù)之比，所以二氧化氮的平均反應(yīng)速率為0.01 mol?L^-1?S^-1，故答案為：0.01 mol?L^-1?S^-1；
（2）2NO₂N₂O₄
起始濃度（mol?L^-1）      1.0             0
轉(zhuǎn)化濃度（mol?L^-1）      0.5           0.25
平衡濃度（mol?L^-1）　    0.5           0.25
∴K=

c(N2O4)

c2(NO2)

=

0.25

0．52

=1
故答案為：1；
（3）升溫，氣體顏色變深，說(shuō)明平衡向生成二氧化氮方向移動(dòng)，所以2NO₂?N₂O₄為放熱反應(yīng)，故△H＜0，故答案為：＜；
（4）設(shè)平衡后得n（N₂O₄）為xmol
                       2NO₂N₂O₄
起始濃度（mol?L^-1）      

2

9

             0
轉(zhuǎn)化濃度（mol?L^-1）      

2x

9

          

x

9

平衡濃度（mol?L^-1）　    

2

9

-

2x

9

        

x

9

∵k=

c(N2O4)

c2(NO2)

=

x 9

( 2 9 - 2x 9 )2

=1∴解得x=0.25或x=4；其中x=4不符合實(shí)際，故N₂O₄的物質(zhì)的量為0.25；

根據(jù)表中N₂O₄的物質(zhì)的量及體積變?yōu)?L后N₂O₄的物質(zhì)的量，可以畫出圖為：，
故答案為：0.25；．

點(diǎn)評(píng)：本題主要考查了反應(yīng)速率的計(jì)算、化學(xué)平衡常數(shù)的計(jì)算及應(yīng)用，難度中等，解題時(shí)要注意靈活運(yùn)用化學(xué)平衡常數(shù)．