Question

1．（1）已知：2NO₂（g）?N₂O₄（g）△H=-57.20kJ•mol^-1．一定温度下，在密闭容器中该反应达到平衡．其他条件不变时，下列措施能提高NO₂的转化率的是BC（填字母）．
A．减小NO₂的浓度　 B．降低温度   C．增加NO₂的浓度    D．升高温度
（2）17℃、1.01×10⁵Pa，密闭容器中N₂O₄和NO₂的混合气体达到平衡时，c（NO₂）=0.030mol•L、c（N₂O₄）=0.012 0mol•L^-1．计算反应2NO₂（g）?N₂O₄（g）的平衡常数K=13.3．
（3）现用一定量的Cu与足量的浓HNO₃反应，制得1.00L已达到平衡的N₂O₄和NO₂的混合气体 （17℃、1.01×10⁵Pa），理论上至少需消耗Cu1.73克？

Answer 1

分析 （1）该反应是反应前后气体体积减小的、放热的可逆反应，要提高二氧化氮的转化率，只要改变条件使化学平衡向正反应方向移动即可；
（2）根据平衡常数表达式k=$\frac{c（N{\;}_{2}O{\;}_{4}）}{c{\;}^{2}（NO{\;}_{2}）}$来计算；
（3）计算N₂O₄和NO₂的物质的量，根据电子转移计算Cu的物质的量，根据m=nM计算Cu的质量．

解答 解：（1）该反应是反应前后气体体积减小的、放热的可逆反应，要使该反应向正反应方向移动，可改变反应物的浓度、体系的压强、温度等．
A、减小N0₂的浓度，平衡向逆反应方向移动，N0₂的转化率降低，故A错误；
B．降低温度，平衡向正反应方向移动，N0₂的转化率提高，故B正确；
C．增加N0₂的浓度，平衡向正反应方向移动，且体系压强增大，也利于反应向正反应方向移动，故C正确；
D．升高温度，平衡向逆反应方向移动，N0₂的转化率降低，故D错误；
故答案为：BC；
（2）平衡时，c（NO₂）=0.030 0mol•L^-1、c（N₂O₄）=0.012 0mol•L^-1，反应2NO₂（g?N₂O₄（g）的平衡常数k=$\frac{c（N{\;}_{2}O{\;}_{4}）}{c{\;}^{2}（NO{\;}_{2}）}$=$\frac{0.012}{0.03{\;}^{2}}$=13.3，
故答案为：13.3；
（3）由（2）可知，在17℃、1.01×10⁵Pa达到平衡时，1.00 L混合气体中：
n（N₂O₄）=c（N₂O₄）×V=0.0120 mol•L^-1×1.00L=0.0120mol
n（NO₂）=c（NO₂）×V=0.0300 mol•L^-1×1.00L=0.0300mol
则 n （NO₂）总=n（NO₂）+2n（N₂O₄）=0.0540mol
由Cu+4HNO₃=Cu（NO₃）₂+2NO₂↑+2H₂O可得
m=$\frac{0.0540mol}{2}$×64g/mol=1.73g；
故答案为：1.73．

点评 本题考查化学平衡计算、反应热计算、影响化学平衡因素分析判断，注意利用电子转移守恒计算，掌握基础是解题关键，难度中等．