Question

12．一定條件下，在2L密閉容器內(nèi)，反應(yīng)2NO₂（g）?N₂O₄（g）△H=-180kJ/mol，n（NO₂）隨時間變化如下表：

時間（s）	0	1	2	3	4	5
n（NO2）（mol）	0.040	0.020	0.010	0.005	0.005	0.005

（1）用NO₂表示0～2s內(nèi)該反應(yīng)的平均速度v=0.0075mol/（L．s）．在第5s時，NO₂的轉(zhuǎn)化率為87.5%．根據(jù)上表可以看出，隨著反應(yīng)進(jìn)行，反應(yīng)速率逐漸減小，其原因是隨著反應(yīng)的進(jìn)行，二氧化氮的物質(zhì)的量濃度減�。�
（2）上述反應(yīng)在第3s后達(dá)到平衡，能說明該反應(yīng)已達(dá)到平衡狀態(tài)的是bc；
a．單位時間內(nèi)，消耗2molNO₂的同時生成1mol的N₂O₄
b．容器內(nèi)壓強保持不變
c．v逆（NO₂）=2v正（N₂O₄）
d．容器內(nèi)密度保持不變
（3）在2s內(nèi)，該反應(yīng)放出（“吸收”或“放出”）2.7kJ熱量．

Answer 1

分析 （1）用NO₂表示0～2s內(nèi)該反應(yīng)的平均速度v=$\frac{\frac{△n}{V}}{△t}$=$\frac{\frac{0.040-0.010}{2}}{2}$mol/（L．s）；第3s時該反應(yīng)已經(jīng)達(dá)到平衡狀態(tài)，達(dá)到平衡狀態(tài)時參加反應(yīng)的n（NO₂）=（0.040-0.005）mol=0.035mol，NO₂的轉(zhuǎn)化率=$\frac{0.035mol}{0.040mol}×100%$；
反應(yīng)速率與物質(zhì)的量濃度成正比；
（2）第3s后二氧化氮物質(zhì)的量不變，說明該反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)；
可逆反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)時，正逆反應(yīng)速率相等，反應(yīng)體系中各物質(zhì)的物質(zhì)的量不變、物質(zhì)的量濃度不變、百分含量不變以及由此引起的一系列物理量不變；
（3）該反應(yīng)的正反應(yīng)是放熱反應(yīng)，所以二氧化氮轉(zhuǎn)化為四氧化二氮時放出熱量，根據(jù)二氧化氮和反應(yīng)熱之間的關(guān)系式計算放出熱量．

解答 解：（1）用NO₂表示0～2s內(nèi)該反應(yīng)的平均速度v=$\frac{\frac{△n}{V}}{△t}$=$\frac{\frac{0.040-0.010}{2}}{2}$mol/（L．s）=0.0075mol/（L．s）；第3s時該反應(yīng)已經(jīng)達(dá)到平衡狀態(tài)，達(dá)到平衡狀態(tài)時參加反應(yīng)的n（NO₂）=（0.040-0.005）mol=0.035mol，NO₂的轉(zhuǎn)化率=$\frac{0.035mol}{0.040mol}×100%$=87.5%；
反應(yīng)速率與物質(zhì)的量濃度成正比，隨著反應(yīng)的進(jìn)行，二氧化氮的物質(zhì)的量濃度減小，反應(yīng)速率降低，
故答案為：0.0075mol/（L．s）；87.5%；隨著反應(yīng)的進(jìn)行，二氧化氮的物質(zhì)的量濃度減��；
（2）第3s后二氧化氮物質(zhì)的量不變，說明該反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)；
a．單位時間內(nèi)，無論反應(yīng)是否達(dá)到平衡狀態(tài)，都存在消耗2molNO₂的同時生成1mol的N₂O₄，不能據(jù)此判斷平衡狀態(tài)，故錯誤；
b．反應(yīng)前后氣體體積改變，所以當(dāng)容器內(nèi)壓強保持不變，正逆反應(yīng)速率相等，該反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)，故正確；
c．當(dāng)v逆（NO₂）=2v正（N₂O₄）=v正（NO₂），該反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)，故正確；
d．無論反應(yīng)是否達(dá)到平衡狀態(tài)，容器內(nèi)密度始終保持不變，不能據(jù)此判斷平衡狀態(tài)，故錯誤；
故選bc；
（3）該反應(yīng)的正反應(yīng)是放熱反應(yīng)，所以二氧化氮轉(zhuǎn)化為四氧化二氮時放出熱量，參加反應(yīng)的二氧化氮0.030mol，放出的熱量=$\frac{0.030mol}{2mol}×180kJ$=2.7kJ，
故答案為：2.7kJ．

點評 本題考查化學(xué)平衡計算，為高頻考點，涉及平衡狀態(tài)判斷、反應(yīng)熱的計算、轉(zhuǎn)化率計算等，注意（2）中只有反應(yīng)前后改變的物理量才能作為平衡狀態(tài)判斷依據(jù)，易錯選項是d．