Question

25℃时，在1L的密闭容器中充入NO₂发生如下反应：2NO₂（g）?N₂O₄（g）△H=-57kJ?mol^-1（N₂O₄在25℃时为无色气体）．
（1）该反应的△S

＜

0（填“＞”、“＜”或“=”）．
（2）当开始充入0.03mol的NO₂时，25℃时，实验测得NO₂的平衡浓度为0.01mol?L^-1，则NO₂的平衡转化率（α）是

66.7%

．25℃时上述反应的平衡常数K=

100L/mol

．
（3）25℃时，实验测得该反应的活化能E_a=92.4kJ?mol^-1．下列能量关系图合理的是

B

．
（4）如把该密闭容器放入80℃的热水中，则气体的颜色

加深

（填“不变”、“加深”或“变浅”），NO₂的转化率

减小

（填“增大”、“不变”或“减小”）．

Answer 1

分析：（1）依据反应是气体体积减小的反应判断熵变；
（2）依据化学平衡的三段式列式计算平衡浓度，结合平衡常数、反应物转化率概念计算得到；
（3）依据反应是放热反应，二氧化氮能量高于四氧化二氮分析，结合图象分析活化能数值大于反应焓变判断；
（4）反应是放热反应，根据影响化学平衡的因素判断移动方向，结合二氧化氮是红棕色气体，四氧化二氮是无色气体分析判断．

解答：解：（1）2NO₂（g）?N₂O₄（g）△H=-57kJ?mol^-1，依据反应分析可知反应后气体体积减小，所以熵变小于0，△S＜0，故答案为：＜；
（2）在1L的密闭容器中充入NO₂发生如下反应：2NO₂（g）?N₂O₄（g）△H=-57kJ?mol^-1，当开始充入0.03mol的NO₂时，25℃时，实验测得NO₂的平衡浓度为0.01mol?L^-1，依据化学平衡三段式列式计算：二氧化氮起始浓度为0.03mol/L，
                  2NO₂（g）?N₂O₄（g）
起始量（mol/L）   0.03        0
变化量（mol/L）  0.02        0.01
平衡量（mol/L）  0.01       0.01
NO₂的平衡转化率（α）=

0.02mol/L

0.03mol/L

×100%=66.7%，
平衡常数K=

[N2O4]

[NO2]2

=

0.01mol/L

(0.01mol/L)2

=100L/mol；
故答案为：66.7%；100L/mol；
（3）依据反应是放热反应，二氧化氮能量高于四氧化二氮分析，结合图象分析活化能数值大于反应焓变判断，B符合；AC中二氧化氮能量低于四氧化二氮，错误；D选项活化能数值小于反应焓变，错误；故答案为：B；
（4）2NO₂（g）?N₂O₄（g）△H=-57kJ?mol^-1，反应是放热反应，二氧化氮是红棕色气体，四氧化二氮是无色气体，放在80℃的热水中，平衡逆向进行，气体颜色加深，NO₂的转化率减小；故答案为：加深；减小．

点评：本题考查了反应焓变和熵变判断，化学平衡的三段式计算应用，反应为转化率、反应平衡常数概念的计算应用，平衡影响因素的分析判断，题目难度中等．