【題目】100℃時,將0.40mol的二氧化氮氣體充入2L真空的密閉容器中,發(fā)生反應(yīng): 2NO2(g)N2O4(g) △H=-24.4kJ/mol,每隔一段時間對該容器內(nèi)的物質(zhì)進行分析,得到數(shù)據(jù)如表所示

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)從反應(yīng)開始至20s時,二氧化氮的平均反應(yīng)速率為_______mol·L-1·s-1

(2)n3=______,100℃時該反應(yīng)的平衡常數(shù)為______保留一位小數(shù))。平衡后,若升高溫度,該反應(yīng)的化學(xué)平衡常數(shù)將_______(增大、減小不變”)

(3)下述各項能說明反應(yīng)達到平衡狀態(tài)的是_______(填序號)。

a.v(N204)= 2v(NO2) b.體系顏色不變

c.氣體平均相對分子質(zhì)量不變 d.氣體密度不變

(4)達到平衡后,分別在80s、120s、140s時只改變一個條件,v、v發(fā)生如下圖所示變化;80s時改變的條件可能是________。

(5)若在相同情況下,最初向該容器中充入的是四氧化二氮氣體,要達到上述同樣的平衡狀態(tài),四氧化二氮的起始濃度是_______mol/L。

【答案】 0.002 5 0.24 2.8 減小 bc 向該容器中充入四氧化二氮 0.10

【解析】(1)從反應(yīng)開始直至20s時,生成的四氧化二氮的物質(zhì)的量為0.05mol,根據(jù)反應(yīng):2NO2N2O4,消耗的二氧化氮物質(zhì)的量為:0.1mol,二氧化氮的反應(yīng)速率為:v(NO2)=

=0.0025mol·L-1·s-1;(2)60s后達到平衡,

2NO2(g)N2O4(g)

n/mol 0.4

n/mol 0.16 0.08

n/mol 0.24 0.08

根據(jù)表中的數(shù)據(jù)可知,60s時反應(yīng)達到了平衡狀態(tài),60s80s時二氧化氮的物質(zhì)的量相等,即n3=n4,達到平衡狀態(tài)時,n(N2O4)=0.08mol,n(NO2)=0.4mol-0.08mol×2=0.24mol,100℃時該反應(yīng)的平衡常數(shù)為k==2.8;2NO2(g)N2O4(g)H=-24.4kJ/mol,該反應(yīng)是放熱反應(yīng),平衡后,若升高溫度,平衡逆向移動,該反應(yīng)的化學(xué)平衡常數(shù)將減。唬3)a、應(yīng)是2v(N204)=v(NO2) 時反應(yīng)達到平衡狀態(tài),故a錯誤;b、體系顏色不變,說明二氧化氮濃度不變,反應(yīng)到達平衡狀態(tài),故b正確;c、混合氣體總質(zhì)量不變,隨反應(yīng)減小混合氣體總物質(zhì)的量增大,平均相對分子質(zhì)量減小,當氣體平均相對分子質(zhì)量不變時,反應(yīng)到達平衡狀態(tài),故c正確;d、混合氣體的總質(zhì)量不變,容器的容積不變,氣體密度始終不變,故d錯誤;故選bc。(4)達到平衡后,140sv、v均減小,可能是降溫,降溫時平衡正向移動,圖中逆向移動,不符;或減小壓強,平衡向氣體體積增大的方向移動,符合;120s時是加入催化劑,則80s時改變的條件可能是增大生成物的濃度,平衡逆向移動,即向該容器中充入四氧化二氮。(5)若在相同情況下,最初向該容器中充入的是四氧化二氮氣體,要達到上述同樣的平衡狀態(tài),說明兩個反應(yīng)為等效平衡,根據(jù)反應(yīng)方程式,需要四氧化二氮的物質(zhì)的量為:0.40mol×1/2=0.20mol,c(N2O4)=0.20mol/2L=0.10mol·L-1,四氧化二氮的起始濃度是0.10mol/L

練習(xí)冊系列答案
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【實驗設(shè)計】

【實驗記錄】

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(1)經(jīng)分析得知B裝置試管中的液態(tài)產(chǎn)物是甲苯和苯的混合物.若要除去其中的甲苯,實驗操作方法是________________________________________________________________;

(2)C裝置的作用_____________________________________;

(3)如果不設(shè)置D裝置,對實驗結(jié)論產(chǎn)生的影響是_____________________________________

(4)甲同學(xué)認為從C中出來的氣體是氫氣,乙同學(xué)認為還可能有其它成分.你認為其他成分可能是___________________;為完善實驗設(shè)計,請在圖2方框內(nèi)畫出裝置圖并注明其中盛放的試劑名稱。___

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