Question

【题目】100℃时，在1 L恒温恒容的密闭容器中，通入0.1molN2O4，发生反应：N2O4(g)2NO2(g) ΔH=+57.0kJ·mol-1，NO2和N2O4的浓度随时间变化情况如图所示。

Ⅰ.（1）在0~60 s内，以N2O4表示的平均反应速率为____mol·L-1·s-1。

（2）根据图中有关数据，计算100℃时该反应的平衡常数K1=____。若其他条件不变，升高温度至120℃，达到新平衡时的平衡常数是K2，则K1_____K2(填“>”、“<”或“=”)。

（3）反应进行到100s时，若只有一项条件发生变化，则变化的条件可能是____。

A.降低温度 B.通入氦气 C.又往容器中充入N2O4 D.增大容器容积

（4）已知：N2(g)+2O2(g)2NO2(g) ΔH=+67.2kJ·mol-1

N2H4(g)+O2(g)N2(g)+2H2O(g) ΔH=-534.7kJ·mol-1

N2O4(g)2NO2(g) ΔH=+57.0kJ·mol-1

则2N2H4(g)+N2O4(g)3N2(g)+4H2O(g) ΔH=____kJ·mol-1。

Ⅱ.向容积为2 L的密闭容器中通入一定量的CO和H2O，发生反应：CO(g)+H2O(g)H2(g)+CO2(g)。

（5）下列说法能作为判断该反应达到化学平衡状态的依据的是____(填字母序号)。

A.容器内CO、H2O、CO2、H2的浓度之比为1∶1∶1∶1

B.CO的消耗速率与H2的消耗速率相等

C.容器内压强保持不变

D.混合气体的密度保持不变

（6）保持其他条件不变：

①若向平衡体系中再通入0.20molH2O(g)，平衡将___(填“向右”、“向左”或“不”)移动，达到新的平衡状态后，H2O(g)的体积分数将____(“变大”、“变小”或“不变”)；

②在VL密闭容器中通入10molCO和10molH2O(g)发生上述反应，在T℃达到平衡，然后急速除去水蒸气(除水蒸气时其他各成分的物质的量不变)，将混合气体燃烧，测得放出的热量为2842kJ(已知CO的燃烧热为283kJ·mol-1，H2的燃烧热为286kJ·mol-1)，则T℃平衡常数K=____。（精确到小数点后两位）

Answer 1

【答案】1×10-3 0.36 < A -1079.6 B 向右 变大 0.44

【解析】

Ⅰ. 由图可知，起始时c( N2O4)=0.1mol/L，60秒时反应处于平衡状态时c′( N2O4)=0.04mol/L，c′( NO2)=0.12mol/L，

(1)根据，以N2O4表示的平均反应速率为=1×103mol/(Ls)，

故答案为为：1×103。

(2)根据平衡常数的定义写表达式K==0.36，因为该反应为吸热反应，根据温度对平衡移动的影响可知，升温平衡向吸热反应方向移动即正向移动，所以K值变大，K1<K2，

故答案为：0.36；<。

(3)根据图象可知，100s时N2O4浓度在原来的基础上变大，而NO2的浓度在原来的基础上变小，说明平衡向逆反应方向移动，是通过温度的变化而影响的，而该反应为吸热反应，所以改变的条件为降温；

答案选A。

（4）)①N2(g)+2O2(g)═2NO2(g) △H=+67.2kJmol1；

②N2H4(g)+O2(g)═N2(g)+2H2O(g) △H=534.7kJmol1；

③N2O4(g)2NO2(g) △H=+57.0kJmol1；

根据盖斯定律,②×2①+③可写出热化学方程式2N2H4(g)+N2O4(g)═3N2(g)+4H2O(g)△H=534.7kJmol1×267.2kJmol1+57.0kJmol1=1079.6kJmol1，

故答案为：1079.6。

Ⅱ. （5）A. 反应达平衡状态时，反应混合物的浓度保持不变，不一定相等或成比例，故A错误；

B. CO的消耗速率与H2 的消耗速率分别表示正、逆两个反应方向的速率，B正确；

C. 由于反应前后气体分子数不变，且反应物和产物均是气体，容器内压强始终保持不变，故C错误；

D. 由于反应前后气体分子数不变，且反应物和产物均是气体，混合气体的密度始终保持不变，故D错误；

答案选B。

（6）①保持其他条件不变，向平衡体系中再通入0.20 mol H2O(g)，与原平衡相比，平衡向右移动，但由于通入了H2O(g)，故达到新的平衡状态后，H2O(g)的体积分数变大；

答案为：向右；变大

②设达到平衡时n(H2 )=a mol，则n(CO)=(10-a)mol，则a286 kJ·mol-1+(10-a)×283 kJ·mol-1=2842 kJ，解得a=4。K= = ≈0.44。

答案为：0.44。