【題目】氮可形成多種氣態(tài)氧化物,如NO、NO2、N2O4等.已知NO2和N2O4的結構式分別是 .實驗測得N﹣N鍵的鍵能為167kJmol1 , NO2中氮氧鍵的鍵能為 466kJmol1 , N2O4中氮氧鍵的鍵能為438.5kJmol1
(1)寫出N2O4轉化NO2為的熱化學方程式
(2)對反應N2O4(g)2NO2(g),在溫度T1、T2時,平衡體系中NO2的體積分數(shù)隨壓強變化曲線如圖所示.
①A、C兩點的反應速率v(A)v(C)(填“>”“=”或“<”).
②B、C兩點的氣體平均相對分子質量M(B)M(C)(填“>”、“=”或“<”).
③由狀態(tài)B到達狀態(tài)A可用的方法是
④A點氣體的顏色比C點(填“深”、“淺”或“相同”),原因是
(3)在100℃時,將0.40mol的NO2氣體充入2L的密閉容器中,每隔一定時間就對該容器內的物質進行分析,得到下表所示數(shù)據(jù).

時間/s

0

20

40

60

80

n(NO2)/mol

0.40

n1

0.26

n3

n4

n(N2O4)/mol

0.00

0.05

n2

0.08

0.08

①在上述條件下,從反應開始直至20s時,v(NO2)=molL1s1
②若在相同的情況下最初向該容器充入的是N2O4氣體,要達到上述同樣的平衡狀態(tài),N2O4的起始濃度應是molL1

【答案】
(1)N2O4(g)?2NO2(g)△H=+57 kJ?mol1
(2)<;=;加熱;淺;A點到C點時壓強增大,即體積減小,平衡逆移,NO2的體積分數(shù)減小,但平衡時C點c(NO2)比A點大
(3)0.0025;0.10
【解析】解:(1)根據(jù)化學反應的反應熱=反應物的總鍵能﹣生成物的總鍵能,所以N2O4(g)2NO2(g)的反應熱△H=438.5kJmol1×4+167kJmol1﹣466 kJmol1×4=+57 Kj,mol1 , 所以N2O4轉化為NO2的熱化學方程式為:N2O4(g)2NO2(g)△H=+57kJmol1 , 故答案為:N2O4(g)2NO2(g)△H=+57kJmol1;(2)①C點壓強大于A點,所以C點的反應速率快,即:v(A)<v(C),故答案為:<;②B、C兩點的二氧化氮體積分數(shù)相同,為等效平衡,則氣體的平均相對分子質量相同,即:M(B=M(C),故答案為:=;③B的二氧化氮體積分數(shù)小于A點,該反應是吸熱反應,溫度升高,平衡正向移動,二氧化氮的體積分數(shù)增大,所以T2>T1 , A、B壓強相同,則由狀態(tài)B到狀態(tài)A,可以用加熱的方法,故答案為:加熱;④A、C點溫度相同,C的壓強增大,體積縮小,氣體顏色加深,盡管平衡逆向移動,但最終氣體的顏色比原平衡時深,則A淺、C深,即:A點氣體的顏色比C點淺,故答案為:淺;A點到C點時壓強增大,即體積減小,平衡逆移,NO2的體積分數(shù)減小,但平衡時C點c(NO2)比A點大;(3)①在上述條件下,該反應為2NO2(g)N2O4(g),從反應開始直至20 s時,N2O4(g)的物質的量增加0.05mol,則二氧化氮的物質的量減少0.1mol,濃度減少 =0.05mol/L,二氧化氮的平均反應速率為: =0.0025mol(Ls)1 , 故答案為:0.0025;②若在相同情況下最初向該容器充入的是N2O4氣體,要達到上述同樣的平衡狀態(tài),即為等效平衡狀態(tài),則將0.4mol的二氧化氮完全轉化為四氧化二氮的物質的量是0.2mol,則四氧化二氮的起始濃度為: =0.10mol/L, 故答案為:0.10.
(1)化學反應的反應熱=反應物的總鍵能﹣生成物的總鍵能,注明物質的聚集狀態(tài)與放熱反應書寫熱化學方程式;(2)①壓強越高,反應速率越快;
②B、C兩點的二氧化氮體積分數(shù)相同,為等效平衡;
③B的二氧化氮體積分數(shù)小于A點,該反應是吸熱反應,溫度升高,平衡正向移動,二氧化氮的體積分數(shù)增大,所以T2>T1;
④A、C點溫度相同,C的壓強增大,體積縮小,氣體顏色加深;(3)①從反應開始直至20 s時,N2O4(g)的物質的量增加0.05mol,則二氧化氮的物質的量減少0.1mol,濃度減少 =0.05mol/L,再根據(jù)v= 計算v(NO2);
②若在相同情況下最初向該容器充入的是N2O4氣體,要達到上述同樣的平衡狀態(tài),即為等效平衡狀態(tài),則將0.4mol的二氧化氮完全轉化為四氧化二氮的物質的量是0.2mol.

練習冊系列答案
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