题目内容

9.将0.40mol N2O4气体充入2L固定容积的密闭容器中发生如下反应:N2O4(g)?2NO2(g)△H.在Tl℃和T2℃时,测得NO2的物质的量随时间变化如图所示:
(1)Tl℃时,40s~80s内用N2O4表示该反应的平均反应速率为0.00125mol/(L•s).
(2)△H>O(填“>”、“<”或“=”).
(3)改变条件重新达到平衡时,要使$\frac{c(N{O}_{2})}{c({N}_{2}{O}_{4})}$的比值变小,可采取的措施有ac(填序号).
a.增大N2O4的起始浓度   
b.升高温度
c.向混合气体中通入NO2  
d.使用高效催化剂.

分析 (1)Tl℃时,40s~80s内二氧化氮的物质的量从0.40mol变为0.60mol,根据v=$\frac{△c}{△t}$计算出用二氧化氮表示的平均反应速率,然后根据反应速率与化学计量数成正比计算出用N2O4表示的平均反应速率;
(2)根据图象曲线变化可知,Tl℃时反应速率大于T2℃,且T2℃达到平衡时二氧化氮的物质的量小于Tl℃,根据温度对化学平衡的影响判断该反应的反应热;
(3)a.增大N2O4的起始浓度,增大了压强,平衡向着逆向移动,该比值变小;   
b.升高温度,平衡向着吸热的反应方向移动;
c.向混合气体中通入NO2,相当于增大了压强,平衡向着逆向移动,该比值偏小;
d.使用高效催化剂,不影响化学平衡.

解答 解:(1)Tl℃时,40s~80s内二氧化氮的物质的量从0.40mol变为0.60mol,则用二氧化氮表示该时间段的平均反应速率为:v(NO2)=$\frac{\frac{0.60mol-0.40mol}{2L}}{80s-40s}$=0.0025mol/(L•s),化学反应速率与化学计量数成正比,则v(N2O4)=$\frac{1}{2}$v(NO2)=0.00125mol/(L•s),
故答案为:0.00125;
(2)根据图象曲线变化可知,Tl℃时反应速率大于T2℃,则温度大小为:Tl℃>T2℃,而在T2℃达到平衡时二氧化氮的物质的量小于Tl℃,说明升高温度,平衡向着正向移动,则该反应为吸热反应,△H>0,
故答案为:>;
(3)a.增大N2O4的起始浓度,相当于增大了压强,平衡向着逆向移动,则$\frac{c(N{O}_{2})}{c({N}_{2}{O}_{4})}$的比值变小,故a正确;
b.该反应为吸热反应,升高温度,平衡向着正向移动,则二氧化氮浓度增大、四氧化二氮浓度减小,故该比值增大,故b错误;
c.向混合气体中通入NO2,相当于增大了压强,平衡向着逆向移动,二氧化氮浓度减小、四氧化二氮浓度增大,该比值减小,故c正确;
d.使用高效催化剂,对化学平衡不影响,则该比值不变,故d错误;
故答案为:ac.

点评 本题考查了物质的量随时间变化的曲线及化学平衡的影响因素,题目难度中等,明确图象曲线变化的含义为解答关键,注意掌握化学平衡及其影响、化学反应速率的计算方法.

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