Question

10．100℃時(shí)，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1×10^-3 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．
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B．
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=+67.2kJ•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=-1079.6kJ•mol^-1．

Answer 1

分析 由圖甲可知知，起始時(shí)c（ N₂O₄）=0.1mol/L，60秒時(shí)反應(yīng)處于平衡狀態(tài)時(shí)c′（ N₂O₄）=0.04mol/L，c′（ NO₂）=0.12mol/L，
（1）根據(jù) $\frac{△c}{△t}$計(jì)算反應(yīng)速率；
（2）根據(jù)平衡常數(shù)的定義寫表達(dá)式，根據(jù)影響平衡移動(dòng)的因素作判斷；
（3）根據(jù)圖象可知，100s時(shí)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(dòng)，是通過溫度的變化而影響的，而這個(gè)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(diǎn)A表示消耗的速率v（ N₂O₄）=v（ NO₂），該反應(yīng)的所處的狀態(tài)時(shí)，消耗的速率2v（ N₂O₄）=v（ NO₂），所以此時(shí)，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(dòng)，據(jù)此判斷；
（5）根據(jù)蓋斯定律計(jì)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(shí)c（ N₂O₄）=0.1mol/L，60秒時(shí)反應(yīng)處于平衡狀態(tài)時(shí)c′（ N₂O₄）=0.04mol/L，c′（ NO₂）=0.12mol/L，
（1）根據(jù) $\frac{△c}{△t}$，以N₂O₄表示的平均反應(yīng)速率為 $\frac{0.1mol/L-0.04mol/L}{60s}$=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(dá)式K=$\frac{{c}^{2}（NO{\;}_{2}）}{c（N{\;}_{2}O{\;}_{4}）}$=$\frac{0.1{2}^{2}}{0.04}$=0.36，因?yàn)樵摲磻?yīng)為吸熱反應(yīng)，根據(jù)溫度對(duì)平衡移動(dòng)的影響可知，升溫平衡向吸熱反應(yīng)方向移動(dòng)即正向移動(dòng)，所以K值變大，k₁＜k₂，
故答案為：0.36；＜；
（3）根據(jù)圖象可知，100s時(shí)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(dòng)，是通過溫度的變化而影響的，而這個(gè)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(diǎn)A表示的消耗速率v（ N₂O₄）=v（ NO₂），而達(dá)到平衡時(shí)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(shí)v_逆＜v_正，所以反應(yīng)向正反應(yīng)方向移動(dòng)，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(diǎn)評(píng) 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(jì)算、影響化學(xué)平衡移動(dòng)的因素、熱化學(xué)方程式等知識(shí)點(diǎn)，有一定的綜合性，難度中等．