Question

100℃時(shí)，在1L恒溫恒容的密閉容器中，通入0.1 mol N₂O₄，發(fā)生反應(yīng)：N₂O₄(g) 2NO₂(g);△H=" +57.0" kJ·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(jì)算100℃時(shí)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(dá)到新平衡的常數(shù)是k₂，則k₁       k₂（填“＞”、“＜”或“＝”）。（3）反應(yīng)進(jìn)行到100s時(shí)，若有一項(xiàng)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(qiáng)增大   C．又往容器中充入N₂O₄  D．增加容器體積
（4）乙圖中, 交點(diǎn)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(dòng)     C．朝逆反應(yīng)方向移動(dòng)     D．無法判斷
（5）已知N₂(g)+2O₂(g)=2NO₂(g)         △H=" +67.2" kJ·mol^-1
N₂H₄(g)+O₂(g)=N₂(g)+2H₂O(g)  △H=" -534.7" kJ·mol^-1
N₂O₄(g) 2NO₂(g)          △H=" +57.0" kJ·mol^-1
則2N₂H₄(g)+N₂O₄(g)=3N₂(g)+4H₂O(g)      △H=           kJ·mol^-1

Answer 1

（1）、10^-3 （2分）； （2）、c² NO₂/ c N₂O₄（或0.12²/0.04）（2分），＜（2分）
（3）、A （4分） （4）、B（3分）     （5）、-1079.6 （3分，未寫“-”號(hào)扣1分）

解析試題分析: （1）由甲圖可知，在60s時(shí)，N₂O₄的濃度為0.04 mol·L^-1 ，所以以N₂O₄表示的平均反應(yīng)速率為v="(0.1-0.04)" mol·L^-1÷60s="0.001" mol·L^-1·s^-1 。
（2）甲圖可知在反應(yīng)到60s時(shí)，反應(yīng)物和生成物的濃度保持不變，所以此時(shí)反應(yīng)達(dá)平衡，平衡常數(shù)K₁=c²(NO₂)/ c(N₂O₄)=0.12²/0.04=0.36mol.L^-1.S^-1 ;因?yàn)樵摲磻?yīng)的焓變△H>0，所以是個(gè)放熱反應(yīng)，所以升高溫度，平衡正向移動(dòng)，平衡常數(shù)增大，k₁<k₂ 。
（3）從圖像上來看，100s時(shí)，反應(yīng)物濃度增大，生成物濃度減小，說明平衡逆向移動(dòng)，所以這一改變的條件可能是降低溫度，平衡逆向移動(dòng)了，A正確；通入不反應(yīng)的惰性氣體對(duì)反應(yīng)無影響，B錯(cuò)誤；反應(yīng)物和生成物的變化量之比為1:2，所以不是改變反應(yīng)物和生成物的量，C錯(cuò)誤；增大容器的體積，系統(tǒng)壓強(qiáng)減小，各物質(zhì)的濃度瞬間改變，且平衡正向移動(dòng)，所以D錯(cuò)誤；故選A。
（4）乙圖中交點(diǎn)A表明此刻v(NO₂)消耗= v(N₂O₄)消耗，但v(NO₂)生成= 2v(N₂O₄)消耗，所以v(NO₂)生成>v(NO₂)消耗，所以反應(yīng)正向進(jìn)行，故選B。
（5）根據(jù)熱化學(xué)方程式和蓋斯定律可知，所求方程式=2×②+③-①，所以△H=2×△H₂+△H₃-△H₁="-1079.6" kJ·mol^-1 。
考點(diǎn)：本題考查的是化學(xué)反應(yīng)速率、化學(xué)平衡、化學(xué)反應(yīng)與能量的知識(shí)點(diǎn)。