Question

【題目】【2014新課標(biāo)2】在容積為1.00L的容器中，通入一定量的N2O4，發(fā)生反應(yīng)N2O4(g)2NO2(g)，隨溫度升高，混合氣體的顏色變深。

回答下列問(wèn)題：

（1）反應(yīng)的△H 0（填“大于”或“小于”）；100℃時(shí)，體系中各物質(zhì)濃度隨時(shí)間變化如上圖所示。在0~60s時(shí)段，反應(yīng)速率v(N2O4)為 molL-1s-1；反應(yīng)的平衡常數(shù)K1為 。

（2）100℃時(shí)達(dá)到平衡后，改變反應(yīng)溫度為T，c(N2O4)以0.0020 molL-1s-1的平均速率降低，經(jīng)10s又達(dá)到平衡。

a：T 100℃（填“大于”或“小于”），判斷理由是 。

b：列式計(jì)算溫度T時(shí)反應(yīng)的平衡常數(shù)K2 。

（3）溫度T時(shí)反應(yīng)達(dá)平衡后，將反應(yīng)容器的容積減少一半，平衡向 （填“正反應(yīng)”或“逆反應(yīng)”）方向移動(dòng)，判斷理由是 。

Answer 1

【答案】

（1）大于 0.001 0.36 mol·L—1。

（2）a：大于；

反應(yīng)正方向吸熱，反應(yīng)向吸熱方向進(jìn)行，故溫度升高

b：平衡時(shí)，c（NO2）=0.120 mol·L—1+0.002 mol·L—1·s—1×10s×2=0.160mol·L—1

c（N2O4）=0.040 mol·L—1—0.002 mol·L—1·s—1×10s=0.02 mol·L—1

K2= （0.160mol·L—1）2/0.020mol·L—1=1.3mol·L—1

（3）逆反應(yīng) 對(duì)氣體分子數(shù)增大的反應(yīng)，增大壓強(qiáng)平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng)

【解析】本題的解題要點(diǎn)為：熟悉化學(xué)反應(yīng)速率、化學(xué)平衡常數(shù)的概念及相關(guān)計(jì)算公式，掌握外界條件對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率和化學(xué)平衡的影響規(guī)律。做題時(shí)一定要認(rèn)真審題，看清題干提供的文字信息和數(shù)據(jù)，準(zhǔn)確分析題給圖像的相關(guān)信息，抓住“c(N2O4)以0.0020 molL-1s-1的平均速率降低”等關(guān)鍵字眼，準(zhǔn)確進(jìn)行相關(guān)的數(shù)學(xué)計(jì)算。

（1）根據(jù)題意結(jié)合反應(yīng)N2O4(g)2NO2(g)知，隨溫度升高，混合氣體的顏色變深，則二氧化氮的濃度增大，說(shuō)明平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)；根據(jù)溫度對(duì)化學(xué)平衡的影響規(guī)律：“當(dāng)其他條件不變時(shí)，升高溫度，平衡向吸熱反應(yīng)方向移動(dòng)”知，該反應(yīng)正反應(yīng)方向?yàn)槲鼰岱磻?yīng)，△H大于0。根據(jù)題給圖像知，0——60s時(shí)段，N2O4的物質(zhì)的量濃度由0.100 mol·L—1降低為0.040 mol·L—1，物質(zhì)的量濃度變化為0.060 mol·L—1，根據(jù)公式v=△c/△t計(jì)算，v (N2O4)= 0.060 mol·L—1/60s=0.001 mol·L—1·s—1；分析題給圖像知，二氧化氮的平衡濃度為0.120 mol·L—1，四氧化二氮的平衡濃度為0.040 mol·L—1，結(jié)合反應(yīng)N2O4(g)2NO2(g)知，K1= [NO2 ]2/[N2O4]= （0.120mol·L—1）2/0.040mol·L—1=0.36 mol·L—1。

（2）a：根據(jù)題意知，改變反應(yīng)溫度為T后，c(N2O4)以0.0020 molL-1s-1的平均速率降低，即反應(yīng)N2O4(g)2NO2(g)平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)，又該反應(yīng)正反應(yīng)為吸熱反應(yīng)，故改變的條件為升高溫度，T大于1000C，答案為：大于；反應(yīng)正方向吸熱，反應(yīng)向吸熱方向進(jìn)行，故溫度升高；

b：根據(jù)題意知，平衡時(shí)，c（NO2）=0.120 mol·L—1+0.002 mol·L—1·s—1×10s×2=0.160mol·L—1，

c（N2O4）=0.040 mol·L—1—0.002 mol·L—1·s—1×10s=0.02 mol·L—1，

K2= [NO2 ]2/[N2O4]= （0.160mol·L—1）2/0.020mol·L—1=1.3mol·L—1。

（3）根據(jù)題意知，反應(yīng)達(dá)平衡后，將反應(yīng)容器的體積減小一半，即增大壓強(qiáng)，根據(jù)壓強(qiáng)對(duì)化學(xué)平衡的影響規(guī)律：“當(dāng)其他條件不變時(shí)，增大壓強(qiáng)，平衡向氣體物質(zhì)系數(shù)減小的方向移動(dòng)”知，反應(yīng)N2O4(g)2NO2(g)的平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng)，答案為：逆反應(yīng) 對(duì)氣體分子數(shù)增大的反應(yīng)，增大壓強(qiáng)平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng)。