Question

100℃時，在1L恒溫恒容的密閉容器中，通入0.1mol N₂O₄，發(fā)生反應(yīng)：N₂O₄（g）?2NO₂（g）；△H=+57.0kJ?mol^-1，NO₂和N₂O₄的濃度如圖甲所示．NO₂和N₂O₄的消耗速率與其濃度的關(guān)系如乙圖所示，

（1）在0～60s內(nèi)，以N₂O₄表示的平均反應(yīng)速率為

 

 mol?L^-1?s^-1．
（2）根據(jù)甲圖中有關(guān)數(shù)據(jù)，計算100℃時該反應(yīng)的平衡常數(shù)：K₁═

 

═0.36mol?L^-1?S^-1
若其他條件不變，升高溫度至120℃，達到新平衡的常數(shù)是k₂，則k₁

 

k₂（填“＞”、“＜”或“=”）．
（3）反應(yīng)進行到100s時，若有一項條件發(fā)生變化，變化的條件可能是

 

．
A．降低溫度    　　　　　B．通入氦氣使其壓強增大
C．又往容器中充入N₂O₄    D．增加容器體積
（4）乙圖中，交點A表示該反應(yīng)的所處的狀態(tài)為

 

．
A．平衡狀態(tài)      　　  B．朝正反應(yīng)方向移動
C．朝逆反應(yīng)方向移動     D．無法判斷
（5）已知：
N₂（g）+2O₂（g）═2NO₂（g）；△H=+67.2kJ?mol^-1．
N₂H₄（g）+O₂（g）═N₂（g）+2H₂O（g）△H=-534.7kJ?mol^-1．
N₂O₄（g）?2NO₂（g）△H=+57.0kJ?mol^-1．
則：2N₂H₄（g）+N₂O₄（g）═3N₂（g）+4H₂O（g）△H=

 

kJ?mol^-1．

Answer 1

考點：物質(zhì)的量或濃度隨時間的變化曲線,用蓋斯定律進行有關(guān)反應(yīng)熱的計算,化學(xué)平衡的影響因素,化學(xué)平衡狀態(tài)的判斷

專題：化學(xué)平衡專題

分析：由圖甲可知知，起始時c（ N₂O₄）=0.1mol/L，60秒時反應(yīng)處于平衡狀態(tài)時c′（ N₂O₄）=0.04mol/L，c′（ NO₂）=0.12mol/L，
（1）根據(jù)

△c

△t

計算反應(yīng)速率；
（2）根據(jù)平衡常數(shù)的定義寫表達式，根據(jù)影響平衡移動的因素作判斷；
（3）根據(jù)圖象可知，100s時N₂O₄濃度在原來的基礎(chǔ)上變大，而NO₂的濃度在原來的基礎(chǔ)上變小，說明平衡向逆反應(yīng)方向移動，是通過溫度的變化而影響的，而這個反應(yīng)為吸熱反應(yīng)，所以改變的條件為降溫，據(jù)此答題；
（4）乙圖中，交點A表示消耗的速率v（ N₂O₄）=v（ NO₂），該反應(yīng)的所處的狀態(tài)時，消耗的速率2v（ N₂O₄）=v（ NO₂），所以此時，二氧化氮的消耗速率小于四氧化二氮的消耗速率，反應(yīng)向正反應(yīng)方向移動，據(jù)此判斷；
（5）根據(jù)蓋斯定律計算出反應(yīng)熱，寫出熱化學(xué)方程式；

解答： 解：由圖甲可知知，起始時c（ N₂O₄）=0.1mol/L，60秒時反應(yīng)處于平衡狀態(tài)時c′（ N₂O₄）=0.04mol/L，c′（ NO₂）=0.12mol/L，
（1）根據(jù)

△c

△t

，以N₂O₄表示的平均反應(yīng)速率為

0.1mol/L-0.04mol/L

60s

=1×10^-3mol/（L?s），故答案為為：1×10^-3；
（2）根據(jù)平衡常數(shù)的定義寫表達式K=

c2(NO2)

c (N2O4)

，因為該反應(yīng)為吸熱反應(yīng)，根據(jù)溫度對平衡移動的影響可知，升溫平衡向吸熱反應(yīng)方向移動即正向移動，所以K值變大，k₁＜k₂，
故答案為：

c2(NO2)

c (N2O4)

，＜；
（3）根據(jù)圖象可知，100s時N₂O₄濃度在原來的基礎(chǔ)上變大，而NO₂的濃度在原來的基礎(chǔ)上變小，說明平衡向逆反應(yīng)方向移動，是通過溫度的變化而影響的，而這個反應(yīng)為吸熱反應(yīng)，所以改變的條件為降溫，故選A；
（4）乙圖中，交點A表示的消耗速率v（ N₂O₄）=v（ NO₂），而達到平衡時NO₂的消耗速率應(yīng)該是N₂O₄消耗速率的2倍，v（ NO₂）=2v（ N₂O₄），因此此時v_逆＜v_正，所以反應(yīng)向正反應(yīng)方向移動，故選B；
（5）①N₂（g）+2O₂（g）═2NO₂（g）；△H=+67.2kJ?mol^-1．
②N₂H₄（g）+O₂（g）═N₂（g）+2H₂O（g）△H=-534.7kJ?mol^-1．
③N₂O₄（g）?2NO₂（g）△H=+57.0kJ?mol^-1．
根據(jù)蓋斯定律，②×2-①+③可寫出熱化學(xué)方程式2N₂H₄（g）+N₂O₄（g）═3N₂（g）+4H₂O（g）△H=-534.7kJ?mol^-1×2-67.2kJ?mol^-1+57.0kJ?mol^-1=-1079.6kJ?mol^-1；故答案為：-1079.6．

點評：本題主要考查了化學(xué)反應(yīng)速率、化學(xué)平衡常數(shù)的計算、影響化學(xué)平衡移動的因素、熱化學(xué)方程式等知識點，有一定的綜合性，難度中等．