Question

(12分)在容积为1.00 L的容器中，通入一定量的N₂O₄，发生      反应N₂O₄(g)2NO₂(g)，随温度升高，混合气体的颜色变深。回答下列问题：

（1）反应的ΔH________0(填“大于”或“小于”)；100 ℃时，体系中各物质浓度随时间变化如图所示。

在0～60 s时段，反应速率v(N₂O₄)为________mol·L^－1·s^－1；反应的平衡常数K₁为________。

（2）100 ℃时达平衡后，改变反应温度为T，c(N₂O₄)以0.002 0 mol·L^－1·s^－1的平均速率降低，经10 s又达到平衡。T________100 ℃(填“大于”或“小于”)，判断理由是___________________。

（3）温度T时反应达平衡后，将反应容器的容积减少一半，平衡向________(填“正反应”或“逆反应”)方向移动。

Answer

（1）大于 0.0010 mol·L—1 0.36 mol·L—1（2） 大于 c(N2O4)降低，反应向正向移动，该反应为吸热反应，温度升高时反应向正向移动，所以温度高于100 ℃ （3） 逆反应

【解析】

试题分析：（1）随温度升高，混合气体的颜色变深，二氧化氮的浓度增大，说明平衡向正反应方向移动；升高温度，平衡向吸热反应方向移动，正反应方向是吸热反应，则△H大于0。根据题给图像知，0～60s时段，N2O4的物质的量浓度变化为0.060 mol·L—1，根据公式v=△c/△t， v (N2O4)= 0.060 mol·L—1÷ 60s= 0.0010 mol·L—1·s—1；分析题给图像知，二氧化氮的平衡浓度为0.120 mol·L—1，四氧化二氮的平衡浓度为0.040 mol·L—1，K1= [NO2 ]2/[N2O4]= 0.1202/ 0.040 = 0.36 mol·L—1。（2）改变反应温度为T后，c(N2O4)降低，即平衡向正反应方向移动，又反应正方向吸热，反应向吸热方向进行，故为温度升高，T大于100 ℃。（3）温度为T时，反应达平衡，将反应容器的体积减小一半，即增大压强，当其他条件不变时，增大压强，平衡向气体物质平衡向气体物质系数减小的方向移动，即向逆反应方向移动，答案为：逆反应 。

考点：考查与化学反应速率和化学平衡相关的图像，化学反应速率和化学平衡的计算及反应速率与化学平衡的影响因素。