Question

100℃時，在1L恒溫恒容的密閉容器中，通入0.1 mol N₂O₄，發生反應：N₂O₄(g) 2NO₂(g);△H=" +57.0" kJ·mol^-1，NO₂和N₂O₄的濃度如圖甲所示。NO₂和N₂O₄的消耗速率與其濃度的關系如乙圖所示，

（1）在0～60s內，以N₂O₄表示的平均反應速率為                    mol·L^-1·s^-1。
（2）根據甲圖中有關數據，計算100℃時該反應的平衡常數K₁=              =0.36mol.L^-1.S^-1
若其他條件不變，升高溫度至120℃，達到新平衡的常數是k₂，則k₁       k₂（填“＞”、“＜”或“＝”）。（3）反應進行到100s時，若有一項條件發生變化，變化的條件可能是                   。
A．降低溫度  B．通入氦氣使其壓強增大   C．又往容器中充入N₂O₄  D．增加容器體積
（4）乙圖中, 交點A表示該反應的所處的狀態為             。
A．平衡狀態     B．朝正反應方向移動     C．朝逆反應方向移動     D．無法判斷
（5）已知N₂(g)+2O₂(g)=2NO₂(g)         △H=" +67.2" kJ·mol^-1
N₂H₄(g)+O₂(g)=N₂(g)+2H₂O(g)  △H=" -534.7" kJ·mol^-1
N₂O₄(g) 2NO₂(g)          △H=" +57.0" kJ·mol^-1
則2N₂H₄(g)+N₂O₄(g)=3N₂(g)+4H₂O(g)      △H=           kJ·mol^-1

Answer 1

（1）、10^-3 （2分）； （2）、c² NO₂/ c N₂O₄（或0.12²/0.04）（2分），＜（2分）
（3）、A （4分） （4）、B（3分）     （5）、-1079.6 （3分，未寫“-”號扣1分）

試題分析: （1）由甲圖可知，在60s時，N₂O₄的濃度為0.04 mol·L^-1 ，所以以N₂O₄表示的平均反應速率為v="(0.1-0.04)" mol·L^-1÷60s="0.001" mol·L^-1·s^-1 。
（2）甲圖可知在反應到60s時，反應物和生成物的濃度保持不變，所以此時反應達平衡，平衡常數K₁=c²(NO₂)/ c(N₂O₄)=0.12²/0.04=0.36mol.L^-1.S^-1 ;因為該反應的焓變△H>0，所以是個放熱反應，所以升高溫度，平衡正向移動，平衡常數增大，k₁<k₂ 。
（3）從圖像上來看，100s時，反應物濃度增大，生成物濃度減小，說明平衡逆向移動，所以這一改變的條件可能是降低溫度，平衡逆向移動了，A正確；通入不反應的惰性氣體對反應無影響，B錯誤；反應物和生成物的變化量之比為1:2，所以不是改變反應物和生成物的量，C錯誤；增大容器的體積，系統壓強減小，各物質的濃度瞬間改變，且平衡正向移動，所以D錯誤；故選A。
（4）乙圖中交點A表明此刻v(NO₂)消耗= v(N₂O₄)消耗，但v(NO₂)生成= 2v(N₂O₄)消耗，所以v(NO₂)生成>v(NO₂)消耗，所以反應正向進行，故選B。
（5）根據熱化學方程式和蓋斯定律可知，所求方程式=2×②+③-①，所以△H=2×△H₂+△H₃-△H₁="-1079.6" kJ·mol^-1 。