Question

在容积为1.00L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△H             0（填“大于”“小于”）；100℃时，体系中各物质浓度随时间变化如上图所示。

在0~60s时段，反应速率v(N₂O₄)为            mol·L^-1·s^-1，

平衡时混合气体中NO₂的体积分数为                。

（2）100℃时达到平衡后，改变反应温度为T，c(N₂O₄)以0.0020mol·L^-1·s^-1的平均速率降低，经10s又达到平衡。

①T              100℃（填“大于”“小于”），

②列式计算温度T时反应的平衡常数K                         。

（3）温度T时反应达平衡后,向容器中，迅速充入含0.08mol的NO₂和0.08mol N₂O₄ 的混合气体，此时速率关系v(正)            v（逆）。（填“大于”，“等于”，或“小于”）

Answer

（1）大于 0.00100 75%

（2）①大于 ② K2= (0.16 mol·L-1)2/(0.020 mol·L-1) =1.3 mol·L-1

（3）大于

【解析】

试题分析：(1）根据题意可知，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；当其他条件不变时，升高温度，平衡向吸热反应方向移动，所以△H大于0；根据题给图像可知，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计算，v (N2O4)=0.00100 mol·L—1·s—1；由图像可知平衡时，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，则平衡时混合气体中NO2的体积分数为0.12÷（0.12+0.04）×100%=75%。

（2）①根据题意知，改变反应温度为T后，c(N2O4)以0.0020 mol•L-1•s-1的平均速率降低，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，所以为温度升高，T大于100℃

②根据题意知，平衡时，c（NO2）=0.120 mol·L—1+0.002 mol·L—1·s—1×10s×2=0.160mol·L—1，c（N2O4）=0.040 mol·L—1—0.002 mol·L—1·s—1×10s=0.02 mol·L—1，K2= （0.160mol·L—1）2÷0.020mol·L—1=1.3mol·L—1。

（3）迅速充入含0.08mol的NO2和0.08mol N2O4 的混合气体后，Q=（0.12+0.08）2÷（0.040+0.08）=0.33