Question

在100℃時，將2.00mol的二氧化氮氣體充入2L真空的密閉容器中，發(fā)生反應2NO₂?N₂O₄，每隔一定時間就對該容器內(nèi)的物質(zhì)進行分析，得到如表數(shù)據(jù)：

時間（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，從反應開始至20s 時，v（NO₂）=

 

mol/（L?s）．
（2）100℃時，該反應的平衡常數(shù)為

 

．
（3）達到平衡后，如升溫，氣體顏色變深，則反應2NO₂?N₂O₄的△H

 

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

 

mol，請在圖2中畫出0～t₁s這一過程的變化曲線．

Answer 1

考點：物質(zhì)的量或濃度隨時間的變化曲線,化學平衡的影響因素

專題：化學平衡專題

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

c(N2O4)

c2(NO2)

進行計算；
（3）升溫，氣體顏色變深，說明平衡向生成二氧化氮方向移動，所以2NO₂N₂O₄為放熱反應，據(jù)此答題；
（4）根據(jù)平衡常數(shù)，利用三段式進行計算，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），同一可逆反應中，同一時間段內(nèi)，各物質(zhì)的反應速率之比等于其計量數(shù)之比，所以二氧化氮的平均反應速率為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，說明平衡向生成二氧化氮方向移動，所以2NO₂?N₂O₄為放熱反應，故△H＜0，故答案為：＜；
（4）設平衡后得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；．

點評：本題主要考查了反應速率的計算、化學平衡常數(shù)的計算及應用，難度中等，解題時要注意靈活運用化學平衡常數(shù)．