Question

【题目】氮的氧化物(如NO2、N2O4、N2O5等)应用很广，在一定条件下可以相互转化。

（1）已知：N2O5在一定条件下发生分解2N2O5(g) 4NO2(g)＋O2(g)。某温度下测得恒容密闭容器中N2O5浓度随时间的变化如下表：

T/min	0.00	1.00	2.00	3.00	4.00	5.00
c(N2O5)/mol·L－1	1.00	0.71	0.50	0.35	0.25	0.17

设反应开始时体系压强为p0，第2.00 min时体系压强为p，则p∶p0＝________；1.00～3.00 min内，O2的平均反应速率为________。

（2）在N2O4与NO2之间存在反应：N2O4(g)2NO2(g)。将1 mol的N2O4放入1 L的恒容密闭容器中，测得其平衡转化率[α(N2O4)]随温度变化如图所示。

①337.5 K时，反应的平衡常数K＝________(填写计算结果)。

②据图推测N2O4(g) 2NO2(g)是吸热反应，理由是_______________。

③对于反应N2O4(g)2NO2(g)，用平衡时各组分压强关系表达的平衡常数。在一定条件下N2O4与NO2的消耗速率与自身压强间存在关系：v(N2O4)＝k1·p(N2O4)，v(NO2)＝k2· [p(NO2)]2。其中，k1、k2是与反应及温度有关的常数。相应的速率—压强关系如图所示：一定温度下，k1、k2与平衡常数Kp的关系是k1＝________，在图标出的点中，指出能表示反应达到平衡状态的点并说明理由___。

Answer 1

【答案】1.75 0.090 mol/( L·min) 3.6 温度升高，α(N2O4)增加，说明平衡向正反应移动 k2Kp/2 B点与D点，v(NO2消耗)＝2v(N2O4消耗)= v(NO2生成)满足平衡条件

【解析】

（1）2N2O5(g) 4NO2(g)＋O2(g)

起始：1 0 0

变化：0.5 1 0.25

2min：0.5 1 0.25 相同条件下，压强之比等于物质的量之比，p/p0=(0.5＋1＋0.25)/1=1.75；根据化学反应速率数学表达式，v(N2O5)=(0.71－0.35)mol·L－1/2min=0.18mol/(L·min)，根据化学反应速率之比等于化学计量数之比，即v(O2)=v(N2O5)/2=0.090mol/(L·min)；

（2）①N2O4(g)2NO2(g)

起始： 1 0

平衡： 0.4 1.2 根据化学平衡常数的表达式，K=c2(NO2)/c(N2O4)=1.22/0.4=3.6；

②根据图1，随着温度升高，N2O4转化率增大，反应向正反应方向移动，根据勒夏特列原理，该反应正反应为放热反应；

③Kp的表达式为Kp=[p(NO2]2/p(N2O4)，当反应达到平衡时，2v(N2O4)=V(NO2)，把公式代入，推出：k1=Kp·k2/2；v(NO2消耗)＝2v(N2O4消耗)= v(NO2生成)满足平衡条件，即平衡点为B点和D点。