题目内容

11.某温度下,在2L密闭容器中,发生NO2和N2O4之间的反应:N2O4(g)?2NO2(g),各物质的量随时间的变化关系如图所示,请回答下列问题.
(1)该反应的正反应的△S>0(填“>0”或“<0”).
(2)曲线Y(填“X”或“Y”)表示NO2的物质的量随时间变化的曲线.
(3)平衡常数K=0.11.(保留到小数点后两位)
(4)若t1=2min,反应开始至2min末Y的化学反应速率为0.15mol/(L•min).
(5)若升高温度,则v正加快,v逆加快,(填“加快”或“减慢”),平衡-向正方向移动(填“正”或“逆”).
(6)可做为本反应化学平衡状态标志的有①④⑥⑦⑧.
①单位时间内生成n mol N2O4的同时生成2n molNO2
②NO2和N2O4的物质的量浓度之比为2:1
③NO2、N2O4 的反应速率的比为2:1
④混合气体的颜色不再改变
⑤混合气体的密度不再改变
⑥混合气体的平均相对分子质量不再改变
⑦气体的压强不再变化
⑧气体的温度不再变化
(7)在测定NO2的相对分子质量时,下列条件下测定结果最接近理论值的是C.
A.温度130℃、压强3.03×105 Pa   B.温度25℃、压强1.01×105Pa
C.温度130℃、压强5.05×104 Pa   D.温度0℃、压强5.05×104 Pa.

分析 (1)根据该反应正反应为气体体积增大的反应分析;
(2)根据物质的量的变化量之比等于计量数之比分析;
(3)根据平衡常数K=$\frac{{c}^{2}(N{O}_{2})}{c(N{\;}_{2}O{\;}_{4})}$计算;
(4)根据v=$\frac{△c}{△t}$计算反应速率,结合图象计算相关物理量;
(5)若升高温度正逆反应速率都增大,平衡向吸热反应方向移动;
(6)根据可逆反应处于平衡状态时,正逆反应速率相等、组成不变等特征判断;
(7)在测定NO2的相对分子质量时,则使平衡向正反应方向进行即可使测定结果最接近理论值,据此判断.

解答 解:(1)因为该反应正反应为气体体积增大,所以△S>0,
故答案为:>0;
(2)由方程式N2O4(g)?2NO2(g),可知反应中NO2 的物质的量变化较大,则Y表示NO2的物质的量随时间的变化曲线,
故答案为:Y;
(3)根据图象可知平衡时,N2O4的浓度为$\frac{0.7}{2}$=0.35mol/L,2NO2的浓度为$\frac{0.4}{2}$=0.2mol/L,所以平衡常数K=$\frac{{c}^{2}(N{O}_{2})}{c(N{\;}_{2}O{\;}_{4})}$=$\frac{0.2{\;}^{2}}{0.35}$=0.11,
故答案为:0.11;
(4)根据图象v(NO2)=$\frac{\frac{1.0-0.4}{2}}{2}$15mol/(L•min)=0.15mol/(L•min),
故答案为:0.15mol/(L•min);
(5)升高温度,v(正)加快,v(逆)加快,平衡向吸热反应方向即正方向移动,
故答案为:加快;加快;正;
(6)①单位时间内生成n mol N2O4的同时生成2n molNO2,则正逆反应速率相等,说明达平衡状态,故正确;
②NO2和N2O4的物质的量浓度之比为 2:1,未体现正与逆的关系,故错误;
③NO2、N2O4 的反应速率的比为 2:1,未体现正与逆的关系,故错误;
④混合气体的颜色不再改变,则二氧化氮的浓度不变,说明达平衡状态,故正确;
⑤混合气体前后质量不变,体积也不变,所以密度一直不变,则混合气体的密度不再改变未体现正与逆的关系,故错误;
⑥混合气体前后质量不变,物质的量在变,所以平均相对分子质量一直在变,所以合气体的平均相对分子质量不再改变,说明达平衡状态,故正确;
⑦容器内压强不再发生变化,说明达平衡状态,故正确;
⑧该反应为吸热反应,所以气体的温度不再变化说明达平衡状态,故正确;
故选:①④⑥⑦⑧;
(7)在测定NO2的相对分子质量时,则使平衡向正反应方向进行即可使测定结果最接近理论值,又该反应为气体体积增大的吸热反应,所以使平衡向正反应方向进行即高温低压,故选:C.

点评 本题考查较为综合,题目难度中等,注意把握化学反应速率以及化学平衡的基本知识即可解答该题.

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