化學(xué)鍵 | N-H | N-N | N≡N | O-H |
鍵能(kJ.mol-1) | 390 | 190 | 946 | 460 |
時間/min | 0 | 5 | 10 | 15 | 20 | 25 | 30 |
c(X)/(mol/L) | 0.2 | c | 0.6 | 0.6 | 1.0 | c1 | c1 |
c(Y)/(mol/L) | 0.6 | c | 0.4 | 0.4 | 0.4 | c2 | c2 |
分析 (1)反應(yīng)熱=反應(yīng)物總鍵能-生成物總鍵能;
(2)①升高溫度,反應(yīng)速率加快,到達平衡時間縮短,平衡向正反應(yīng)方向移動,NO的產(chǎn)率增大;
②若開始向容器中加入1 mol/L的NO2,發(fā)生反應(yīng):2NO2(g)?2NO(g)+O2(g),二氧化氮與NO的物質(zhì)的量之比為1:1,則反應(yīng)過程中NO的產(chǎn)率與NO的濃度相等,故平衡時NO濃度為0.6mol/L,利用三段式計算平衡時各組分濃度,代入K=$\frac{{c}^{2}(NO)×c({O}_{2})}{{c}^{2}(N{O}_{2})}$計算平衡常數(shù),再計算此時的濃度商Qc,與平衡常數(shù)相比判斷反應(yīng)進行方向,進而確定v(正)、v(逆)相對大。
(3)①X、Y的起始濃度分別為0.2mol/L、0.6mol/L,前10min內(nèi),X濃度增大了0.4mol/L、Y的濃度減小0.2mol/L,由于NO2、N2O4與按物質(zhì)的量2:1反應(yīng),則X為NO2、Y為N2O4;
平衡常數(shù)K=$\frac{{c}^{2}(N{O}_{2})}{c({N}_{2}{O}_{4})}$,代入物質(zhì)的濃度計算;
②根據(jù)v=$\frac{△c}{△t}$計算v(NO2);20min時,Y(N2O4)的濃度不變,X(NO2)的濃度增大,改變的條件應(yīng)是增大NO2的濃度,等效為增大壓強,平衡向生成N2O4的向逆反應(yīng)進行,減少2molNO2的同時混合氣體總物質(zhì)的量減小1mol,則混合氣體中NO2的百分含量減。
解答 解:(1)設(shè)1mol N2O4(1)完全分解成相應(yīng)的原子時需要吸收的能量QKJ,則:
190kJ/mol×2+390kJ/mol×8+QkJ/mol-946kJ/mol×3-460kJ/mol×8=-1225 kJ/mol,
解得Q=1793,
故答案為:1793kJ;
(2)①升高溫度,反應(yīng)速率加快,到達平衡時間縮短,平衡向正反應(yīng)方向移動,NO的產(chǎn)率增大,反應(yīng)在820℃時進行,NO的產(chǎn)率隨時間的變化曲線為:,
故答案為:;
②若開始向容器中加入1 mol/L的NO2,發(fā)生反應(yīng):2NO2(g)?2NO(g)+O2(g),二氧化氮與NO的物質(zhì)的量之比為1:1,則反應(yīng)過程中NO的產(chǎn)率與NO的濃度相等,故平衡時NO濃度為0.6mol/L,則:
2NO2(g)?2NO(g)+O2(g)
開始(mol/L):1 0 0
轉(zhuǎn)化(mol/L):0.6 0.6 0.4
平衡(mol/L):0.4 0.6 0.4
則平衡常數(shù)K=$\frac{{c}^{2}(NO)×c({O}_{2})}{{c}^{2}(N{O}_{2})}$=$\frac{0.{6}^{2}×0.4}{0.{4}^{2}}$=0.9,此時的濃度商Qc=$\frac{{1}^{2}×0.2}{0.{5}^{2}}$=0.8<K=0.9,故反應(yīng)向正反應(yīng)進行,則v(正)>v(逆),
故答案為:>;
(3)①X、Y的起始濃度分別為0.2mol/L、0.6mol/L,10min時到達平衡,X濃度增大了0.4mol/L、Y的濃度減小0.2mol/L,由于NO2、N2O4與按物質(zhì)的量2:1反應(yīng),則X為NO2、Y為N2O4;
平衡常數(shù)K=$\frac{{c}^{2}(N{O}_{2})}{c({N}_{2}{O}_{4})}$=$\frac{0.{6}^{2}}{0.4}$=0.9,
故答案為:0.9;
②v(NO2)=$\frac{0.6mol/L-0.2mol/L}{10min}$=0.04mol/(L.min);20min時,Y(N2O4)的濃度不變,X(NO2)的濃度增大,改變的條件應(yīng)是增大NO2的濃度,等效為增大壓強,平衡向生成N2O4的向逆反應(yīng)進行,減少2molNO2的同時混合氣體總物質(zhì)的量減小1mol,則混合氣體中NO2的百分含量減小,
故答案為:0.04mol/(L.min);增大NO2的濃度;b.
點評 本題考查化學(xué)平衡有關(guān)計算、化學(xué)平衡影響移動、反應(yīng)熱計算等,為高頻考點和常見題型,是對學(xué)生綜合能力的考查,難度中等.
科目:高中化學(xué) 來源: 題型:實驗題
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:解答題
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:解答題
實驗序號 | B極氣體 | 電路中通過電子 | 消耗總電能 | 生成N2 |
實驗1 | NO | 1mol | a KJ | 0.25mol |
實驗2 | NO和空氣 (不考慮NO2) | 1mol | a KJ | 0.09mol |
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:實驗題
組分 | HCOOCH3 | H2O | HCOOH | CH3OH |
物質(zhì)的量/mol | 1.00 | 1.99 | 0.01 | 0.52 |
反應(yīng)時間范圍/min | 0~5 | 10~15 | 20~25 | 30~35 | 40~45 | 50~55 | 75~80 |
平均反應(yīng)速率/(10-3mol•min-1) | 1.9 | 7.4 | 7.8 | 4.4 | 1.6 | 0.8 | 0.0 |
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:選擇題
A. | 反應(yīng)H2(g)+I2(g)?2HI(g)達到平衡后,升高溫度時反應(yīng)速率隨時間的變化 | |
B. | 反應(yīng)2SO2(g)+O2(g)?2SO3(g)達到平衡后,縮小容器容積時各成分的物質(zhì)的量隨時間的變化 | |
C. | 反應(yīng)N2(g)+3H2(g)?2NH3(g)在恒溫條件下,反應(yīng)速率與壓強的關(guān)系 | |
D. | 反應(yīng)CO2(g)+H2(g)?CO(g)+H2O(g)△H>0水蒸氣含量隨時間的變化 |
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:實驗題
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:實驗題
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:解答題
化學(xué)鍵 | C-H | C=C | C-C | H-H |
鍵能(kJ/mol) | 414.4 | 615.3 | 347.4 | 435.3 |
化學(xué)鍵 | P-P | P-O | P=O | O-O | O=O |
鍵能(kJ/mol) | a | b | c | d | e |
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