Question

（1）已知：2NO₂（g）?N₂O₄（g）；△H＜0．在恒溫恒容條件下，將一定量NO₂和N₂O₄的混合氣體通入容積為2L的密閉容器中，反應(yīng)過(guò)程中各物質(zhì)的物質(zhì)的量濃度c隨時(shí)間t的變化關(guān)系如圖所示．

①a、b、c、d四個(gè)點(diǎn)中，表示化學(xué)反應(yīng)處于平衡狀態(tài)的點(diǎn)是

 

．
②前10min內(nèi)用NO₂表示的化學(xué)反應(yīng)速率v（NO₂）=

 

mol?L^-1?min^-1．反應(yīng)在第一個(gè)平衡點(diǎn)的平衡常數(shù)K（1）=

 

（可用分?jǐn)?shù)表示）．反應(yīng)在第二個(gè)平衡點(diǎn)的平衡常數(shù)K（2）與第一個(gè)平衡點(diǎn)的平衡常數(shù)K（1）的關(guān)系：K（2）

 

K（1）（填“＞”、“=”或“＜”）．
③請(qǐng)?jiān)谌鐖D坐標(biāo)中畫(huà)出1mol N₂O₄通入2L的密閉容器中反應(yīng)發(fā)生過(guò)程中的能量變化示意圖，并在虛線上分別標(biāo)出反應(yīng)物和生成物的化學(xué)式．
（2）圖中a、b、c、d分別代表氧族元素（ⅥA族）：Te（碲）、Se（硒）、S、O氫化物的反應(yīng)熱的數(shù)據(jù)示意圖．試回答下列問(wèn)題：
①請(qǐng)你歸納：非金屬元素氫化物的穩(wěn)定性與形成氫化物的反應(yīng)熱△H的關(guān)系

 

．
②寫出硒化氫發(fā)生分解反應(yīng)的熱化學(xué)反應(yīng)方程式：

 

．

Answer 1

考點(diǎn)：物質(zhì)的量或濃度隨時(shí)間的變化曲線,熱化學(xué)方程式,反應(yīng)速率的定量表示方法,化學(xué)平衡常數(shù)的含義

專題：化學(xué)反應(yīng)中的能量變化,化學(xué)平衡專題

分析：（1）由圖可知10-25min平衡狀態(tài)時(shí)，X表示的生成物的濃度變化量為（0.6-0.2）mol/L=0.4mol/L，Y表示的反應(yīng)物的濃度變化量為（0.6-0.4）mol/L=0.2mol/L，X表示的生成物的濃度變化量是Y表示的反應(yīng)物的濃度變化量的2倍，所以X表示NO₂濃度隨時(shí)間的變化曲線，Y表示N₂O₄濃度隨時(shí)間的變化曲線，
①根據(jù)圖象及物質(zhì)的濃度不發(fā)生變化時(shí)表示化學(xué)反應(yīng)處于平衡狀態(tài)；
②根據(jù)v=

△c

△t

求得速率，根據(jù)平衡常數(shù)的定義和圖中的平衡濃度可求得平衡常數(shù)，根據(jù)影響平衡常數(shù)的因素可比較出K（2）、K（1）的大小；
③根據(jù)反應(yīng)中的能量變化可以畫(huà)出相關(guān)的圖；
（2）①根據(jù)元素周期律，同一主族元素非金屬性越強(qiáng)，生成氣態(tài)氫化物越容易，氣態(tài)氫化物越穩(wěn)定；而根據(jù)熱力學(xué)，能量越低越穩(wěn)定，以此進(jìn)行判斷；
（3）根據(jù)圖象判斷出abcd對(duì)應(yīng)的各氫化物，根據(jù)焓變的大小書(shū)寫熱化學(xué)方程式．

解答： 解：（1）由圖可知10-25min平衡狀態(tài)時(shí)，X表示的生成物的濃度變化量為（0.6-0.2）mol/L=0.4mol/L，Y表示的反應(yīng)物的濃度變化量為（0.6-0.4）mol/L=0.2mol/L，X表示的生成物的濃度變化量是Y表示的反應(yīng)物的濃度變化量的2倍，所以X表示NO₂濃度隨時(shí)間的變化曲線，Y表示N₂O₄濃度隨時(shí)間的變化曲線；
①由圖可知，10-25min及35min之后X、Y的物質(zhì)的量不發(fā)生變化，則相應(yīng)時(shí)間段內(nèi)的點(diǎn)處于化學(xué)平衡狀態(tài)，即b、d處于化學(xué)平衡狀態(tài)，故答案為：b、d；
②由圖可知，前10min內(nèi)用NO₂的物質(zhì)的量濃度變化了0.4mol/L，故化學(xué)反應(yīng)速率v（NO₂）=

0.4mol/L

10min

=0.04mol?L^-1?min^-1，
由圖可知，在第一個(gè)平衡點(diǎn)c（NO₂）=0.6mol/L，c（N₂O₄）=0.4mol/L，故平衡常數(shù)K=

c(N 2O4)

c2(NO2)

=

0.4mol/L

(0.6mol/L)2

=

10

9

，
由于平衡常數(shù)只與溫度有關(guān)，所以當(dāng)溫度不變時(shí)，平衡常數(shù)不變，故答案為：0.04；   

10

9

；=；
③根據(jù)反應(yīng)2NO₂（g）N₂O₄（g）；△H＜0可知，反應(yīng)物NO₂（g）中的能量比生成物N₂O₄（g）中的高，故可以畫(huà)出圖為：，故答案為
（2）非金屬元素氫化物的穩(wěn)定性與生成1mol氫化物時(shí)的△H的關(guān)系為：根據(jù)元素周期律，同一主族元素非金屬性越強(qiáng)，生成氣態(tài)氫化物越容易，氣態(tài)氫化物越穩(wěn)定；而根據(jù)熱力學(xué)，能量越低越穩(wěn)定．a(chǎn)、b、c、d依次為H₂Te、H₂Se、H₂S、H₂O．
故答案為：非金屬元素氫化物越穩(wěn)定，△H越小，反之亦然；
（3）由（2）可知，b為硒化氫的生成熱數(shù)據(jù)，則硒化氫分解吸熱，且△H=-81kJ/mol，
所以H₂Se發(fā)生分解反應(yīng)的熱化學(xué)反應(yīng)方程式為H₂Se（g）=Se（s）+H₂（g），△H=-81kJ/mol
故答案為：H₂Se（g）=Se（s）+H₂（g），△H=-81kJ/mol．

點(diǎn)評(píng)：本題考查了平衡狀態(tài)的判斷、反應(yīng)速率的計(jì)算、影響平衡常數(shù)的因素、化學(xué)反應(yīng)與能量變化等知識(shí)，題目難度不大，本題注意從圖象判斷各種氫化物的種類為解答該題的關(guān)鍵．