Question

【題目】100℃時，在1 L恒溫恒容的密閉容器中，通入0.1molN2O4，發生反應：N2O4(g)2NO2(g) ΔH=+57.0kJ·mol-1，NO2和N2O4的濃度隨時間變化情況如圖所示。

Ⅰ.（1）在0~60 s內，以N2O4表示的平均反應速率為____mol·L-1·s-1。

（2）根據圖中有關數據，計算100℃時該反應的平衡常數K1=____。若其他條件不變，升高溫度至120℃，達到新平衡時的平衡常數是K2，則K1_____K2(填“>”、“<”或“=”)。

（3）反應進行到100s時，若只有一項條件發生變化，則變化的條件可能是____。

A.降低溫度 B.通入氦氣 C.又往容器中充入N2O4 D.增大容器容積

（4）已知：N2(g)+2O2(g)2NO2(g) ΔH=+67.2kJ·mol-1

N2H4(g)+O2(g)N2(g)+2H2O(g) ΔH=-534.7kJ·mol-1

N2O4(g)2NO2(g) ΔH=+57.0kJ·mol-1

則2N2H4(g)+N2O4(g)3N2(g)+4H2O(g) ΔH=____kJ·mol-1。

Ⅱ.向容積為2 L的密閉容器中通入一定量的CO和H2O，發生反應：CO(g)+H2O(g)H2(g)+CO2(g)。

（5）下列說法能作為判斷該反應達到化學平衡狀態的依據的是____(填字母序號)。

A.容器內CO、H2O、CO2、H2的濃度之比為1∶1∶1∶1

B.CO的消耗速率與H2的消耗速率相等

C.容器內壓強保持不變

D.混合氣體的密度保持不變

（6）保持其他條件不變：

①若向平衡體系中再通入0.20molH2O(g)，平衡將___(填“向右”、“向左”或“不”)移動，達到新的平衡狀態后，H2O(g)的體積分數將____(“變大”、“變小”或“不變”)；

②在VL密閉容器中通入10molCO和10molH2O(g)發生上述反應，在T℃達到平衡，然后急速除去水蒸氣(除水蒸氣時其他各成分的物質的量不變)，將混合氣體燃燒，測得放出的熱量為2842kJ(已知CO的燃燒熱為283kJ·mol-1，H2的燃燒熱為286kJ·mol-1)，則T℃平衡常數K=____。（精確到小數點后兩位）

Answer 1

【答案】1×10-3 0.36 < A -1079.6 B 向右 變大 0.44

【解析】

Ⅰ. 由圖可知，起始時c( N2O4)=0.1mol/L，60秒時反應處于平衡狀態時c′( N2O4)=0.04mol/L，c′( NO2)=0.12mol/L，

(1)根據，以N2O4表示的平均反應速率為=1×103mol/(Ls)，

故答案為為：1×103。

(2)根據平衡常數的定義寫表達式K==0.36，因為該反應為吸熱反應，根據溫度對平衡移動的影響可知，升溫平衡向吸熱反應方向移動即正向移動，所以K值變大，K1<K2，

故答案為：0.36；<。

(3)根據圖象可知，100s時N2O4濃度在原來的基礎上變大，而NO2的濃度在原來的基礎上變小，說明平衡向逆反應方向移動，是通過溫度的變化而影響的，而該反應為吸熱反應，所以改變的條件為降溫；

答案選A。

（4）)①N2(g)+2O2(g)═2NO2(g) △H=+67.2kJmol1；

②N2H4(g)+O2(g)═N2(g)+2H2O(g) △H=534.7kJmol1；

③N2O4(g)2NO2(g) △H=+57.0kJmol1；

根據蓋斯定律,②×2①+③可寫出熱化學方程式2N2H4(g)+N2O4(g)═3N2(g)+4H2O(g)△H=534.7kJmol1×267.2kJmol1+57.0kJmol1=1079.6kJmol1，

故答案為：1079.6。

Ⅱ. （5）A. 反應達平衡狀態時，反應混合物的濃度保持不變，不一定相等或成比例，故A錯誤；

B. CO的消耗速率與H2 的消耗速率分別表示正、逆兩個反應方向的速率，B正確；

C. 由于反應前后氣體分子數不變，且反應物和產物均是氣體，容器內壓強始終保持不變，故C錯誤；

D. 由于反應前后氣體分子數不變，且反應物和產物均是氣體，混合氣體的密度始終保持不變，故D錯誤；

答案選B。

（6）①保持其他條件不變，向平衡體系中再通入0.20 mol H2O(g)，與原平衡相比，平衡向右移動，但由于通入了H2O(g)，故達到新的平衡狀態后，H2O(g)的體積分數變大；

答案為：向右；變大

②設達到平衡時n(H2 )=a mol，則n(CO)=(10-a)mol，則a286 kJ·mol-1+(10-a)×283 kJ·mol-1=2842 kJ，解得a=4。K= = ≈0.44。

答案為：0.44。