分析 (1)100℃時,若將0.100mol N2O4氣體充入1L恒容密閉容器中達平衡時,發(fā)生反應:N2O4(g)?2NO2(g)△H>0,圖1中100~120s時段,二氧化氮濃度減小0.120mol/L-0.080mol/L=0.040mol/L,反應速率v=$\frac{△c}{△t}$;根據(jù)化學平衡狀態(tài)的特征解答,當反應達到平衡狀態(tài)時,正逆反應速率相等,各物質的濃度、百分含量不變,以及由此衍生的一些量也不發(fā)生變化,解題時要注意,選擇判斷的物理量,隨著反應的進行發(fā)生變化,當該物理量由變化到定值時,說明可逆反應到達平衡狀態(tài);
(2)根據(jù)圖1中有關數(shù)據(jù),得到平衡濃度計算100℃時該反應的平衡常數(shù)K1=$\frac{{c}^{2}(N{O}_{2})}{c({N}_{2}{O}_{4})}$;
(3)①改變反應溫度為T,c (NO2)以0.0020mol•L-1•s-1的平均速率升高,說明是升溫T>100℃;這30s內△c(NO2)=0.0020mol/(L.s)×30s=0.06mol/L,
則再次達到平衡狀態(tài)時c(NO2)=(0.120+0.06)mol/L=0.18mol/L,
這30s內△c(N2O4)=$\frac{1}{2}$△c(NO2)=$\frac{1}{2}$×0.06mol/L=0.03mol/L,
平衡時c(N2O4)=0.040mol/L-0.03mol/L=0.01mol/L,
化學平衡常數(shù)K=$\frac{{c}^{2}(N{O}_{2})}{c({N}_{2}{O}_{4})}$;
②溫度T時反應達平衡后,將反應容器的容積增大一倍,壓強減小,根據(jù)反應前后氣體體積大小判斷化學平衡移動方向;
(4)A點的NO2和N2O4 的生成速率數(shù)值相同,根據(jù)計量數(shù)的比值分析判斷.
解答 解:(1)圖1中100~120s時段,二氧化氮濃度減小0.120mol/L-0.080mol/L=0.040mol/L,反應速率v=$\frac{△c}{△t}$=$\frac{0.040mol/L}{120s-100s}$=0.002mol/(L•s),
N2O4(g)?2NO2(g)△H>0,為氣體體積增大的吸熱反應,
a.速率之比為化學方程式計量數(shù)之比為正反應速率之比,2v(N2O4)=v(NO2),不能說明正逆反應速率相同,不能說明反應達到平衡狀態(tài),故a錯誤;
b.反應前后氣體質量和體積不變,混合氣體的密度始終不變,密度不再改變不能說明反應達到平衡狀態(tài),故b錯誤;
c.二氧化氮為紅棕色氣體,四氧化二氮為無色氣體,體系的顏色不再改變,說明氣體濃度不變,說明反應達到平衡狀態(tài),故c正確;
d.反應前后氣體壓強增大,混合氣體的壓強不再改變說明正逆反應速率相同,反應達到平衡狀態(tài),故d正確;
故答案為:0.002mol/(L•s); cd;
(2)根據(jù)圖1中有關數(shù)據(jù),100°C時NO2平衡濃度0.120mol/L,N2O4平衡濃度為0.040mol/L,計算100℃時該反應的平衡常數(shù)K1=$\frac{{c}^{2}(N{O}_{2})}{c({N}_{2}{O}_{4})}$=$\frac{0.1{2}^{2}}{0.04}$=0.36mol/L,
故答案為:$\frac{{c}^{2}(N{O}_{2})}{c({N}_{2}{O}_{4})}$=$\frac{0.1{2}^{2}}{0.04}$=0.36mol/L;
(3)①改變反應溫度為T,c (NO2)以0.0020mol•L-1•s-1的平均速率升高,改變條件為升溫,即T大于100℃,這30s內△c(NO2)=0.0020mol/(L.s)×30s=0.06mol/L,
則再次達到平衡狀態(tài)時c(NO2)=(0.120+0.06)mol/L=0.18mol/L,
這30s內△c(N2O4)=$\frac{1}{2}$△c(NO2)=$\frac{1}{2}$×0.06mol/L=0.03mol/L,
平衡時c(N2O4)=0.040mol/L-0.03mol/L=0.01mol/L,
化學平衡常數(shù)K=$\frac{{c}^{2}(N{O}_{2})}{c({N}_{2}{O}_{4})}$=$\frac{0.1{8}^{2}}{0.01}$=3.24mol/L;
故答案為:>;3.24 mol/L;
②溫度T時反應達平衡后,將反應容器的容積增大一倍,容器中氣體壓強減小,平衡正向進行,N2O4的轉化率增大,
故答案為:增大;體積增大,壓強減小,其它條件不變的,平衡向右移動,N2O4的轉化率增大;
(4)A點的NO2和N2O4 的生成速率數(shù)值相同,根據(jù)計量數(shù)的比值可以看出二氧化氮和四氧化二氮反應速率之比為2:1,則v逆>v正,平衡向逆反應方向移動,
故答案為:c; A點的NO2和N2O4 的生成速率數(shù)值相同,根據(jù)計量數(shù)的比值可以看出v逆>v正,平衡向逆反應方向移動.
點評 本題考查了化學平衡的計算和外界條件對化學平衡的影響、化學反應速率影響因素和計算、平衡常數(shù)計算、圖象曲線變化的含義等,題目難度中等,注意化學平衡常數(shù)只與溫度有關,與其它任何物理量都無關.
科目:高中化學 來源: 題型:選擇題
A. | 已知一個H2分子的體積是VL,則H2的摩爾體積是VNA L/mol | |
B. | 肼(N2H4),熔點20℃,沸點113.5℃,標況下,11.2L肼的原子數(shù)小于3NA | |
C. | 25℃、101KPa下,16gNH2-含有10NA個電子 | |
D. | 標況下,4gH2、11.2LO2、1molSO3中O2體積最小 |
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科目:高中化學 來源: 題型:填空題
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科目:高中化學 來源: 題型:選擇題
A. | 沒有用蒸餾水洗燒杯2-3次,并將洗液移入容量瓶中 | |
B. | 容量瓶剛用蒸餾水洗凈,沒有烘干 | |
C. | 定容時,滴加蒸餾水,先使液面略高于刻度線,再吸出少量水使液面凹面與刻度線相切 | |
D. | 定容時俯視刻度線 |
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科目:高中化學 來源: 題型:選擇題
A. | 三處 | B. | 四處 | C. | 五處 | D. | 六處 |
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科目:高中化學 來源: 題型:選擇題
操作、現(xiàn)象 | 解釋 | |
A | 把生鐵放置于潮濕的空氣中,鐵表面有一層紅棕色的斑點 | 鐵在潮濕的空氣中易生成Fe(OH)3 |
B | 向KI淀粉溶液中加入FeCl3溶液,溶液變藍 | Fe3+能與淀粉發(fā)生顯色反應 |
C | 新制Fe(OH)2露置于空氣中一段時間,白色物質變成了紅褐色 | 說明Fe(OH)2易被O2氧化成Fe(OH)3 |
D | 向稀硝酸中加入少量鐵粉,有氣泡產生 | 說明Fe置換出硝酸中的氫,生成了氫氣 |
A. | A | B. | B | C. | C | D. | D |
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科目:高中化學 來源: 題型:計算題
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科目:高中化學 來源: 題型:選擇題
A. | 標準狀況下,22.4L HF中含有的電子數(shù)為10NA | |
B. | 在一定條件下,1molSO2和0.5molO2在密閉容器中充分反應,轉移電子數(shù)目為2NA | |
C. | 常溫常壓下,32gN2H4中含有的共價鍵數(shù)目為5NA | |
D. | 某飽和FeCl3溶液中,若Fe3+的數(shù)目為NA,則Cl-的數(shù)目為3NA |
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科目:高中化學 來源: 題型:填空題
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