Question

i．化学反应的过程是旧化学键断裂、新化学键形成的过程，对于反应：H₂+I₂=2HI，已知断开1 mol H-H键、1mol I-I键分别需要吸收的能量是436 kJ和151 kJ，形成1 mol H-I键需要放出的能量是299 kJ。

(1)1 mol H₂和1 mol I₂完全反应生成2 mol HI，反应共_____(填“放出”或 “吸收”) 能量_______kJ。

(2)如下图两个图象中，能够正确反映该反应能量变化的图象是_______(填“A”或“B”)。

ii．在100℃时，将0.01 mol的四氧化二氮气体充入0.1 L的密闭容器中发生反应，隔一定时间，对该容器内的物质进行分析，得到如下数据：

时间/s 浓度/(mol·L^-1)	0	20	40	60	80	100
c(N2O4)/ (mol·L^-1)	0.100	0.070	0.050	c3	a	b
c(NO2)/ (mol·L^-1)	0.000	0.060	0.100	0.120	0.120	0.120

试回答：

①该反应的化学方程式为N₂O₄(g)⇌2NO₂(g)，达到平衡时四氧化二氮的转化率为_____，表中a_____b(填“＞”“＜”或“＝")。

②在0~20 s内，四氧化二氮的平均反应速率为_______，在时间段(指0-20 s、20-40 s、40-60 s、60~80 s、80~100 s)反应速率最大的是0~20 s，原因是___________。

Answer

放出 11 A 60% = 0.015 mol/(L·s) 开始吋反应物的浓度最大

【解析】

i．旧键断裂要吸收能量，新键生成要释放能量，当旧键断裂吸收的能量大于新键生成释放的能量时，反应为吸热反应，反之则为放热反应；

ii．①由表格数据可知，60s、80s、100s时NO2的浓度均为0.120mol/L，说明反应已达平衡；

②由化学反应速率计算公式可得；反应过程中，反应开始吋反应物的浓度最大，反应速率最大。

i．（1）1mol H2和1mol I2充分反应生成2molHI，旧键断裂时吸收能量的值为436kJ+151kJ=587kJ，新键生成时释放能量为299kJ×2=598kJ，旧键断裂吸收的能量小于新键生成释放的能量说明该反应为放热反应，放出的热量为598kJ-587kJ=11kJ，故答案为：放热反应；11；

（2）1mol H2和1mol I2充分反应生成2molHI的反应为放热反应，反应物总能量大于生成物总能量，则A正确，故答案为：A；

ii．①由表格数据可知，60s、80s、100s时NO2的浓度均为0.120mol/L，说明反应已达平衡，表中a=b；由平衡时NO2的浓度均为0.120mol/L可知，反应消耗0.06mol/LN2O4，则达到平衡时四氧化二氮的转化率为×100%=60%，故答案为：60%；=；

②在0~20 s内，四氧化二氮的浓度变化量为(0.100—0.070) mol/L=0.030mol/L，则平均反应速率为=0.015 mol/(L·s)；反应物浓度越大，化学反应速率越快，反应开始吋，反应物的浓度最大，反应速率最快，则0~20 s反应速率最大，故答案为： 0.015 mol/(L·s)；开始吋反应物的浓度最大。