Question

3．在容積為1.00L的容器中，通入一定量的N₂O₄，發(fā)生反應(yīng)N₂O₄（g）?2NO₂（g），隨溫度的升高，混合氣體的顏色變深．
回答下列問題：
（1）反應(yīng)的△H＞0（填“＞”或“＜”）；100℃時(shí)，體系中各物質(zhì)濃度隨時(shí)間變化如圖所示．在0～60s時(shí)段，反應(yīng)速率v（NO₂）為0.002mol•L^-1•s^-1；達(dá)到平衡時(shí)N₂O₄的轉(zhuǎn)化率為60%．
（2）100℃時(shí)達(dá)平衡后，改變反應(yīng)溫度為T，c（NO₂）以0.0040mol•L^-1•s^-1的平均速率增加，經(jīng)10s又達(dá)到平衡．
①T＞100℃（填“＞”或“＜”），判斷理由是c（NO₂）增大平衡正向移動(dòng)，正反應(yīng)為吸熱反應(yīng)，故溫度升高．
②計(jì)算溫度T時(shí)反應(yīng)的平衡常數(shù)K=1.28．

Answer 1

分析 （1）隨溫度的升高，混合氣體的顏色變深，平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)，據(jù)此判斷反應(yīng)熱；根據(jù)v=$\frac{△c}{△t}$計(jì)算在0～60s時(shí)段反應(yīng)速率v（NO₂）；根據(jù)轉(zhuǎn)化率=$\frac{反應(yīng)消耗的濃度}{初始濃度}$×100%計(jì)算達(dá)到平衡時(shí)N₂O₄的轉(zhuǎn)化率；
（2）①N₂O₄的濃度降低，平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)，由于正反應(yīng)方向吸熱，T＞100℃；
②計(jì)算出T℃時(shí)N₂O₄、NO₂的濃度，然后根據(jù)平衡常數(shù)的表達(dá)式計(jì)算出該溫度下該反應(yīng)的平衡常數(shù)．

解答 解：（1）隨溫度的升高，混合氣體的顏色變深，化學(xué)平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)，即△H＞0；
0～60s時(shí)段，NO₂濃度變化為：0.12mol/L，v（NO₂）=$\frac{0.12mol/L}{60s}$=0.002mol•L^-1•s^-1；
平衡時(shí)N₂O₄的濃度為0.040mol/L，則N₂O₄的轉(zhuǎn)化率為：$\frac{0.10-0.04}{0.1}$×100%=60%，
故答案為：＞；0.002；60%；
（2）①100℃時(shí)達(dá)平衡后，改變反應(yīng)溫度為T，c（NO₂）以0.0040mol•L^-1•s^-1的平均速率增加，升高溫度后平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)，由于正反應(yīng)方向吸熱，T＞100℃，
故答案為：＞；c（NO₂）增大平衡正向移動(dòng)，正反應(yīng)為吸熱反應(yīng)，故溫度升高；
②平衡時(shí)，c（NO₂）=0.120mol•L^-1+0.0040mol•L^-1•s^-1×10s=0.16mol•L^-1，c（N₂O₄）=0.040mol•L^-1-0.0040mol•L^-1•s^-1×$\frac{1}{2}$×10s=0.020mol•L^-1，
則溫度T時(shí)反應(yīng)的平衡常數(shù)為：K=$\frac{（0.016）^{2}}{0.020}$=1.28，
故答案為：1.28．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了化學(xué)平衡常數(shù)的計(jì)算，題目難度中等，明確圖象曲線變化的含義為解答關(guān)鍵，注意掌握化學(xué)反應(yīng)速率、化學(xué)平衡常數(shù)的概念及表達(dá)式，明確化學(xué)平衡及其影響為解答關(guān)鍵，試題培養(yǎng)了學(xué)生的分析能力及化學(xué)計(jì)算能力．