题目内容

8．100℃时，若将0.100mol N2O4气体放入1L密闭容器中，发生反应N2O4?2NO2，c（N2O4）随时间的变化如表所示．回答下列问题：
时间/s020406080100
c（N2O4）/（mol•L-1）0.1000.0700.0500.0400.0400.040
（1）在0﹀40s时段，化学反应速率v（NO2）为0.0025mol•L-1•s-1；此温度下的化学平衡常数K为0.36．
（2）下列能说明该反应达到平衡状态的是BD．
A.2v（N2O4）=v（NO2）             B．体系的颜色不再改变
C．混合气体的密度不再改变          D．混合气体的压强不再改变
（3）该反应达到平衡后，降温至50℃，c（N2O4）变为0.080mol•L-1，混合气体的颜色变浅（填“深”或“浅”），该反应的正反应为吸热反应（填“吸热”或“放热”）．
（4）该反应达平衡后，若只改变一个条件，达新平衡时，下列能使NO2的体积分数增大的是BC．
A．充入一定量的NO2              B．增大容器的容积
C．分离出一定量的NO2            D．充入一定量的N2
（5）100℃时，若将9.2gNO2和N2O4气体放入1L密闭容器中，某时刻测得容器内气体的平均相对分子质量为50，则此时v正（N2O4）＜v逆（N2O4）．（填“＞”、“=”或“＜”）

分析 （1）由表可知，0～40s时间内N2O4的浓度由变化为0.10mol/L-0.050mol/L=0.05mol/L，由方程式可知二氧化氮浓度变化为0.05mol/L×2=0.1mol/L，根据v=$\frac{△c}{△t}$计算v（NO2）；
平衡时N2O4的浓度为0.04mol/L，故平衡时二氧化氮浓度为（0.1-0.04）mol/L×2=0.12mol/L，再根据K=$\frac{{c}^{2}（N{O}_{2}）}{c（{N}_{2}{O}_{4}）}$计算平衡常数；
（2）可逆反应到达平衡时，同种物质的正逆速率相等，各组分的浓度、含量保持不变，由此衍生的其它一些量不变，判断平衡的物理量应随反应进行发生变化，该物理量由变化到不再变化说明到达平衡；
（3）该反应达到平衡后，降温至50℃，N2O4的浓度增大，说明平衡逆向移动，降低温度平衡向放热反应方向移动；
（4）A．充入一定量的NO2，等效为在原平衡基础上增大压强，平衡逆向移动；
B．增大容器的容积，压强减小，平衡正向移动；
C．分离出一定量的NO2，等效为在原平衡基础上减小压强，平衡正向移动；
D．充入一定量的N2，反应混合物各组分浓度不变，平衡不移动；
（5）100℃时，将9.2gNO2和N2O4气体放入1L密闭容器中反应到达的平衡，等效为100℃时将0.100mol N2O4气体放入1L密闭容器中所到达的平衡，根据$\overline{M}$=$\frac{{m}_{总}}{{n}_{总}}$计算平衡时平均相对分子质量，根据平均相对分子质量大小判断反应进行方向，进而确定正、逆反应速率大小．

解答 解：（1）由表可知，0～40s时间内N2O4的浓度由变化为0.10mol/L-0.050mol/L=0.05mol/L，由方程式可知二氧化氮浓度变化为0.05mol/L×2=0.1mol/L，则v（NO2）=$\frac{0.1mol/L}{40s}$=0.0025mol/（L．s）；
平衡时N2O4的浓度为0.04mol/L，故平衡时二氧化氮浓度为（0.1-0.04）mol/L×2=0.12mol/L，则平衡常数K=$\frac{{c}^{2}（N{O}_{2}）}{c（{N}_{2}{O}_{4}）}$=$\frac{0.1{2}^{2}}{0.04}$=0.36，
故答案为：0.0025；0.36；
（2）A．未指明正逆速率，不能说明到达平衡，若分别表示正、逆速率时，反应到达平衡，故A错误；
B．体系的颜色不再改变，说明二氧化氮的浓度不变，反应到达平衡，故B正确；
C．混合气体的总质量不变，容器容积不变，混合气体密度为定值，故C错误；
D．随反应进行混合气体物质的量增大，恒温恒容下，气体压强增大，若混合气体的压强不再改变，说明反应到达平衡，故D正确，
故选：BD；
（3）该反应达到平衡后，降温至50℃，N2O4的浓度由0.04mol/L升高为0.08mol/L，说明平衡逆向移动，二氧化氮浓度降低，气体颜色变浅，降低温度平衡向放热反应方向移动，则正反应为吸热反应，
故答案为：浅；吸热；
（4）A．充入一定量的NO2，等效为在原平衡基础上增大压强，平衡逆向移动，二氧化氮体积分数减小，故A错误；
B．增大容器的容积，压强减小，平衡正向移动，二氧化氮体积分数增大，故B正确；
C．分离出一定量的NO2，等效为在原平衡基础上减小压强，平衡正向移动，二氧化氮体积分数增大，故C正确；
D．充入一定量的N2，反应混合物各组分浓度不变，平衡不移动，二氧化氮体积分数不变，故D错误，
故选：BC；
（5）100℃时，将9.2gNO2和N2O4气体放入1L密闭容器中反应到达的平衡，等效为100℃时将0.100mol N2O4气体放入1L密闭容器中所到达的平衡，平衡时，n（N2O4）=0.040mol，n（NO2）=0.12mol，平均相对分子质量为$\frac{9.2}{0.04+0.12}$=57.5g，将9.2gNO2和N2O4气体放入1L密闭容器中，某时刻测得容器内气体的平均相对分子质量为50，说明反应需向体积缩小的方向进行，即向生成四氧化二氮的方向移动，即v正（N2O4）＜v逆（N2O4），
故答案为：＜．

点评 本题考查化学平衡计算与影响因素、平衡状态判断、反应速率、平衡常数等，（4）中对于反应物、生成物均只有一种的可逆反应，改变物质的浓度等效为压强变化，题目难度中等．

练习册系列答案
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写出肼和N2O4反应的热化学方程式2N2H4（l）+N2O4（l）=3N2（g）+4H2O（g）△H=-873.4kJ/mol；
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19．已知某化学反应的平衡常数表达式为K=$\frac{c（C{O}_{2}）•c（{H}_{2}）}{c（CO）•c（{H}_{2}O）}$，在不同的温度下该反应的平衡常数如右表：下列有关叙述正确的是（　　）
t℃70080083010001200
K1.671.111.000.600.38
A．若平衡浓度符合下列关系式：$\frac{c（C{O}_{2}）}{3c（CO）}$=$\frac{c（{H}_{2}O）}{5c（{H}_{2}）}$，则此时的温度为1000℃
B．上述反应的逆反应是放热反应
C．该反应的化学方程式是：CO2（g）+H2（g）?CO（g）+H2O（g）
D．若在一定体积的密闭容器中通入CO2和H2各1mol，5min后温度升高到830℃，此时测得CO2为0.4mol时，该反应达到平衡状态
16．某研究性学习小组为了测定某品牌合金中铝的含量，现设计了如下实验：

已知：（1）该铝合金的主要成分为铝、镁、铜、硅．
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（3）硅酸不溶于水
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请回答下列问题：
（1）固体A在潮湿的空气中久置可能会发生一个明显的变化，这个变化是表面生成绿色的铜锈；发生反应的化学方程式为2Cu+O2+H2O+CO2=Cu2（OH）2CO3；
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3．已知体积为2L的恒容密闭容器中发生反应：2SO2（g）+O2（g）?2SO3（g），请根据化学反应的有关原理回答下列问题：
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（4）如图2表示该反应的速率（v）随时间（t）的变化的关系：据图分析：你认为t1时改变的外界条件可能是升高温度；t6时保持压强不变向体系中充入少量He气，平衡_向左移动．  （填“向左”“向右”或“不”）．
13．有甲、乙、丙、丁四种易溶于水的物质，分别由NH4+、Ba2+、Mg2+、H+、OH-、Cl-、CO32-、SO42-中的不同阴、阳离子各一种组成，已知：①将甲溶液分别与其他三种物质的溶液混合，均有白色沉淀生成；②0.1mol/L乙溶液中c（H+）＞0.1mol/L；③向丙溶液中滴入AgNO3溶液有不溶于稀HNO3的白色沉淀生成．
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（2）写出甲溶液和丁溶液反应的离子方程式：Ba2++2OH-+2NH4++CO32-=BaCO3↓+2NH3•H2O．
（3）检验乙中阴离子所用试剂的名称是盐酸和氯化钡溶液．
20．NaHCO3在潮湿的空气中会缓慢分解，Na2CO3会吸收空气中的水分：
Na2CO3+nH2O=Na2CO3•nH2O（n为平均值，n≤10）．取没有妥善保管已部分变质的NaHCO3样品A18.32g，溶于水配成溶液，慢慢滴入稀盐酸并不停地搅拌，加入盐酸的体积与生成的CO2的体积（标准状况）如下表．（不计溶于水的CO2气体）
盐酸体积（mL）5152050x120150
生成CO2体积（mL）02244481792448044804480
试求：
（1）当加入盐酸后，生成CO2体积不再增加时，x的最小值为110．
（2）未变质前NaHCO3的质量．
（3）部分变质后样品A中的成分及各成分的物质的量．
17．下列实验操作不正确的是（　　）
A．做过碘升华实验的烧杯用酒精洗涤
B．做过银镜反应实验的试管用稀硝酸洗涤
C．将汽油放在带橡皮塞的玻璃瓶中
D．往双氧水中滴入几滴三氯化铁溶液加快分解速率
11．将4mol A气体和2mol B气体在2L的容器中混合并在一定条件下发生如下反应：2A（g）+B（g）?2C（g），若经2s后测得C的浓度为0.6mol•L-1，现有下列几种说法正确的是（　　）
A．用物质A表示的反应速率为0.3 mol/（L•s）
B．用物质B表示的反应速率为0.6 mol/（L•s）
C．2 s时物质A的转化率为70%
D．2 s时物质B的浓度为0.7 mol•L-1

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