Question

氮可形成多種氧化物，如NO、NO₂、N₂O₄等，NO₂和N₂O₄可以相互轉(zhuǎn)化．
（1）對反應(yīng)2NO₂（g）?N₂O₄（g）△H=-57.2kJ?mol^-1
①在溫度為T₁、T₂時，平衡體系中NO₂的體積分數(shù)隨壓強變化曲線如圖所示．T₁

 

T₂（填“大于”、“小于”或“等于”）；
②A、C兩點氣體的平均相對分子質(zhì)量：A

 

C（填“大于”、“小”或“等于”）
（2）在100℃時，將0.40mol的NO₂氣體充入2L的密閉容器中，每隔一定時間就對該容器內(nèi)的物質(zhì)進行分析，得到如表數(shù)據(jù)：

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在上述條件下，從反應(yīng)開始直至20s時，二氧化氮的平均反應(yīng)速率為

 

．
②該條件下平衡常數(shù)K的值為

 

．
③若其他條件不變，下列既能加快正反應(yīng)速率又能提高NO₂轉(zhuǎn)化率的措施是

 

A．抽出N₂O₄   B．降低溫度   C．加壓  D．加入催化劑
④若在相同情況下最初向該容器充入的是N₂O₄氣體，要達到上述同樣的平衡狀態(tài)，N₂O₄的起始的物質(zhì)的量是

 

．
⑤若其它條件不變，只將容器改為帶活塞的恒壓容器，則平衡時N₂O₄的量

 

0.08mol．（填“大于”、“小于”或“等于”）

Answer 1

分析：（1）①相同壓強下，升高溫度平衡向吸熱反應(yīng)方向移動，二氧化氮的體積分數(shù)增大；    
②同一溫度下，增大壓強平衡向正反應(yīng)方向移動，氣體的物質(zhì)的量減小，但混合氣體的質(zhì)量不變，據(jù)此判斷；
（2）①先計算四氧化二氮的平均反應(yīng)速率，再根據(jù)同一可逆反應(yīng)中，同一時間段內(nèi)，各物質(zhì)的反應(yīng)速率之比等于其計量數(shù)之比計算二氧化氮的平均反應(yīng)速率；
②K=

c2(NO2)

c(N2O4)

；
③增大壓強能加快反應(yīng)速率且平衡向正反應(yīng)方向移動；
④二者互為等效平衡，采用一邊倒的方法判斷四氧化二氮的物質(zhì)的量；
⑤恒壓條件與第一次反應(yīng)相比相當于增大壓強，促進平衡向正反應(yīng)方向移動．

解答：解：（1）①相同壓強下，升高溫度平衡向吸熱反應(yīng)方向逆反應(yīng)方向移動，則二氧化氮的體積分數(shù)增大，所以T₁ 小于T₂，故答案為：小于；
②同一溫度下，增大壓強平衡向正反應(yīng)方向移動，氣體的物質(zhì)的量減小，但混合氣體的質(zhì)量不變，所以混合氣體的相對分子質(zhì)量增大，即A小于C，故答案為：小于；
（2）①c（N₂O₄）=

(0.05-0)mol 2L

20s

=0.00125mol/（L．s），同一可逆反應(yīng)中，同一時間段內(nèi)，各物質(zhì)的反應(yīng)速率之比等于其計量數(shù)之比，所以二氧化氮的平均反應(yīng)速率為0.0025 mol?L^-1?S^-1，
故答案為：0.0025 mol?L^-1?S^-1；
②40s時，二氧化氮減少的物質(zhì)的量為（0.40-0.26）mol=0.14mol，則生成四氧化二氮的物質(zhì)的量=0.07mol，
第60s和第80s反應(yīng)物和生成物物質(zhì)的量不變，則第60s時該反應(yīng)達到平衡狀態(tài)，平衡時n₃=0.40mol-2（0.08-0）mol=0.24mol，則平衡時c（NO₂）=

0.24mol

2L

=0.12mol/L，c（N₂O₄）=

0.08mol

2L

=0.04mol/L，則K=

c2(NO2)

c(N2O4)

=

0.04

0.12×0.12

=2.78，故答案為：2.78；   
③A．抽出N₂O₄導致二氧化氮反應(yīng)速率減小，故錯誤；
B．降低溫度平衡向正反應(yīng)方向移動，但反應(yīng)速率減小，故錯誤；   
C．加壓平衡向正反應(yīng)方向移動，且反應(yīng)速率增大，故正確；
D．加入催化劑只改變反應(yīng)速率但不影響平衡移動，故錯誤；
故選C；
④二者互為等效平衡，采用一邊倒的方法得四氧化二氮的物質(zhì)的量為二氧化氮的一半，是0.20mol，故答案為：0.20mol；
⑤恒壓條件與第一次反應(yīng)相比相當于增大壓強，平衡向正反應(yīng)方向移動，則二氧化氮的平衡轉(zhuǎn)化率增大，所以平衡時N₂O₄的量小于0.08mol，故答案為：大于．

點評：本題考查了化學平衡的有關(guān)知識，涉及平衡移動影響因素、等效平衡、化學平衡常數(shù)的有關(guān)計算等知識點，這些知識點都是考試熱點，常常在高考中以大型綜合題出現(xiàn)，難度較大．