Question

【題目】氮的氧化物(如NO2、N2O4、N2O5等)應用很廣，在一定條件下可以相互轉化。

（1）已知：N2O5在一定條件下發生分解2N2O5(g) 4NO2(g)＋O2(g)。某溫度下測得恒容密閉容器中N2O5濃度隨時間的變化如下表：

T/min	0.00	1.00	2.00	3.00	4.00	5.00
c(N2O5)/mol·L－1	1.00	0.71	0.50	0.35	0.25	0.17

設反應開始時體系壓強為p0，第2.00 min時體系壓強為p，則p∶p0＝________；1.00～3.00 min內，O2的平均反應速率為________。

（2）在N2O4與NO2之間存在反應：N2O4(g)2NO2(g)。將1 mol的N2O4放入1 L的恒容密閉容器中，測得其平衡轉化率[α(N2O4)]隨溫度變化如圖所示。

①337.5 K時，反應的平衡常數K＝________(填寫計算結果)。

②據圖推測N2O4(g) 2NO2(g)是吸熱反應，理由是_______________。

③對于反應N2O4(g)2NO2(g)，用平衡時各組分壓強關系表達的平衡常數。在一定條件下N2O4與NO2的消耗速率與自身壓強間存在關系：v(N2O4)＝k1·p(N2O4)，v(NO2)＝k2· [p(NO2)]2。其中，k1、k2是與反應及溫度有關的常數。相應的速率—壓強關系如圖所示：一定溫度下，k1、k2與平衡常數Kp的關系是k1＝________，在圖標出的點中，指出能表示反應達到平衡狀態的點并說明理由___。

Answer 1

【答案】1.75 0.090 mol/( L·min) 3.6 溫度升高，α(N2O4)增加，說明平衡向正反應移動 k2Kp/2 B點與D點，v(NO2消耗)＝2v(N2O4消耗)= v(NO2生成)滿足平衡條件

【解析】

（1）2N2O5(g) 4NO2(g)＋O2(g)

起始：1 0 0

變化：0.5 1 0.25

2min：0.5 1 0.25 相同條件下，壓強之比等于物質的量之比，p/p0=(0.5＋1＋0.25)/1=1.75；根據化學反應速率數學表達式，v(N2O5)=(0.71－0.35)mol·L－1/2min=0.18mol/(L·min)，根據化學反應速率之比等于化學計量數之比，即v(O2)=v(N2O5)/2=0.090mol/(L·min)；

（2）①N2O4(g)2NO2(g)

起始： 1 0

平衡： 0.4 1.2 根據化學平衡常數的表達式，K=c2(NO2)/c(N2O4)=1.22/0.4=3.6；

②根據圖1，隨著溫度升高，N2O4轉化率增大，反應向正反應方向移動，根據勒夏特列原理，該反應正反應為放熱反應；

③Kp的表達式為Kp=[p(NO2]2/p(N2O4)，當反應達到平衡時，2v(N2O4)=V(NO2)，把公式代入，推出：k1=Kp·k2/2；v(NO2消耗)＝2v(N2O4消耗)= v(NO2生成)滿足平衡條件，即平衡點為B點和D點。