题目内容

(16分)在容积为1.00 L的容器中,通入一定量的N2O4,发生反应N2O4(g) 2NO2(g),随温度升高,混合气体的颜色变深。回答下列问题:

(1)反应的ΔH________0(填“大于”或“小于”);100 ℃时,体系中各物 质浓度随时间变化如图所示。在0~60 s时段,反应速率v(N2O4)为________mol·L-1·s-1;反应的平衡常数K1为________。

(2)100 ℃时达平衡后,改变反应温度为T,c(N2O4)以0.002 0 mol·L-1·s-1的平均速率降低,经10 s又达到平衡。

①T________100 ℃(填“大于”或“小于”),判断理由是____________________________。

②列式计算温度T时反应的平衡常数K2:_________________________________________。

(3)温度T时反应达平衡后,将反应容器的容积减少一半,平衡向________(填“正反应”或“逆反应”)方向移动,判断理由是_________________________________________________________。

 

(16分)(1)大于 0.001 0 0.36 mol·L-1

(2)①大于 反应正方向吸热,反应向吸热方向进行,故温度升高

②平衡时,c(NO2)=0.120 mol·L-1+0.002 0 mol·L-1·s-1×10 s×2=0.16 mol·L-1

c(N2O4)=0.040 mol·L-1-0.002 0 mol·L-1·s-1×10 s=0.020 mol·L-1

K2==1.3 mol·L-1

(3)逆反应 对气体分子数增大的反应,增大压强平衡向逆反应方向移动

【解析】

试题分析:(1)温度升高,混合气体的颜色变深,说明升高温度,平衡向生成二氧化氮的方向移动,所以平衡正向移动,则正向是吸热反应,ΔH>0;在0~60 s时段,N2O4的物质的量浓度从0.100mol/L减少到0.040mol/L,所以反应速率v(N2O4)=(0.100-0.040)mol/L/60s=0.001 mol·L-1·s-1;平衡时c(N2O4)=0.040mol/L,c(NO2)=0.120mol/L,所以100℃的平衡常数K= c(NO2)2/ c(N2O4)=0.36 mol·L-1

(2)①c(N2O4)以0.002 0 mol·L-1·s-1的平均速率降低,说明平衡正向移动,则温度升高,T>100℃;因为正反应是吸热反应,温度升高,平衡才向正向移动;

②c(N2O4)以0.002 0 mol·L-1·s-1的平均速率降低,经10 s又达到平衡,则10s后达到平衡时的c(N2O4)=0.040mol/L-0.002 0 mol·L-1·s-1×10s=0.02mol/L,则此时c(NO2)=0.120mol/L+2×0.02mol/L=0.16mol/L,所以T温度的平衡常数K==1.3 mol·L-1

(3)温度T时反应达平衡后,将反应容器的容积减少一半,则压强增大,平衡逆向移动,因为增大压强,平衡向气体物质的量减少的方向移动,而逆向是气体的物质的量减少的方向,所以平衡逆向移动。

考点:考查平衡移动的判断,化学平衡常数、反应速率的计算

 

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