Question

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．回答下列問題：
（1）反應(yīng)的△H大于0（填“大于”“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0.001mol?L^-1?s^-1，平衡時(shí)混合氣體中NO₂的體積分?jǐn)?shù)為75%．
（2）100℃時(shí)達(dá)到平衡后，改變反應(yīng)溫度為T，c（N₂O₄）以0.0020mol?L^-1?s^-1的平均速率降低，經(jīng)10s又達(dá)到平衡．
①T大于100℃（填“大于”“小于”）
②列式計(jì)算溫度T時(shí)反應(yīng)的平衡常數(shù)K=1.28．
（3）溫度T時(shí)反應(yīng)達(dá)平衡后，向容器中，迅速充入含0.08mol的NO₂和0.08mol N₂O₄ 的混合氣體，此時(shí)速率關(guān)系v（正）大于 v（逆）．（填“大于”，“等于”，或“小于”）

Answer 1

分析 （1）隨溫度升高，混合氣體的顏色變深，說明升高溫度平衡正向移動(dòng)，則正反應(yīng)為吸熱反應(yīng)；根據(jù)v=$\frac{△c}{△t}$計(jì)算v（N₂O₄），平衡時(shí)混合氣體中NO₂的體積分?jǐn)?shù)=$\frac{二氧化氮濃度}{混合氣體總濃度}$×100%；
（2）①改變溫度后，N₂O₄的濃度降低，平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)，由于正反應(yīng)吸熱反應(yīng)，升高溫度平衡正向移動(dòng)；
②平衡時(shí)，c（NO₂）=0.120mol•L^-1+0.0020mol•L^-1•s^-1×10s×2=0.16mol•L^-1，c（N₂O₄）=0.040mol•L^-1-0.0020mol•L^-1•s^-1×10s=0.020mol•L^-1，代入平衡常數(shù)K=$\frac{{c}^{2}（N{O}_{2}）}{c（{N}_{2}{O}_{4}）}$計(jì)算；
（3）計(jì)算此時(shí)濃度商Qc，若Qc=K，處于平衡狀態(tài)，若Qc＜K，反應(yīng)向正反應(yīng)進(jìn)行，若Qc＞K，反應(yīng)向逆反應(yīng)進(jìn)行，進(jìn)而判斷v（正）、v（逆）相對(duì)大�。�

解答 解：（1）隨溫度的升高，混合氣體的顏色變深，說明升高溫度平衡正向移動(dòng)，則正反應(yīng)為吸熱反應(yīng)，即△H＞0；
0～60s時(shí)段，N₂O₄濃度變化為：0.1mol/L-0.04mol/L=0.06mol/L，v（N₂O₄）=$\frac{0.06mol/L}{60s}$=0.0010mol•L^-1•s^-1；
平衡時(shí)混合氣體中NO₂的體積分?jǐn)?shù)=$\frac{0.12mol/L}{（0.12+0.04）mol/L}$×100%=75%，
故答案為：大于；0.0010mol•L^-1•s^-1；75%；
（2）①改變溫度后，N₂O₄的濃度降低，平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)，由于正反應(yīng)吸熱反應(yīng)，升高溫度平衡正向移動(dòng)，故T＞100℃，故答案為：大于；
②平衡時(shí)，c（NO₂）=0.120mol•L^-1+0.0020mol•L^-1•s^-1×10s×2=0.16mol•L^-1，c（N₂O₄）=0.040mol•L^-1-0.0020mol•L^-1•s^-1×10s=0.020mol•L^-1，故K₂=$\frac{0.1{6}^{2}}{0.02}$=1.28，故答案為：1.28；
（3）溫度T時(shí)反應(yīng)達(dá)平衡后，向容器中，迅速充入含0.08mol的NO₂和0.08mol N₂O₄ 的混合氣體，容器體積為1L，則此時(shí)濃度商Qc=$\frac{（0.16+0.08）^{2}}{0.02+0.08}$=0.576＜K=1.28，反應(yīng)向正反應(yīng)進(jìn)行，則斷v（正）＞v（逆），故答案為：大于．

點(diǎn)評(píng) 本題考查化學(xué)平衡計(jì)算與影響因素、平衡常數(shù)及影響因素、化學(xué)反應(yīng)速率的計(jì)算等，難度不大，有利于基礎(chǔ)知識(shí)的鞏固．