Question

【題目】在容積為1.00 L的容器中，通入一定量的N2O4，發生反應N2O4(g)2NO2(g)，隨溫度升高，混合氣體的顏色變深。

回答下列問題：

（1）反應的ΔH___0（填“大于”或“小于”）；100℃時，體系中各物質濃度隨時間變化如上圖所示。在0~60 s時段，反應速率v(N2O4)為______mol·L-1·s-1；反應的平衡常數K1為________mol·L-1。

（2）100 ℃時達到平衡后，改變反應溫度為T，N2O4以0.0020 mol·L-1·s-1的平均速率降低，經10 s又達到平衡。則T_______100 ℃（填“大于”或“小于”）。

Answer 1

【答案】大于 0.001 0.36 mol·L-1 大于

【解析】

（1）隨溫度升高混合氣體的顏色變深，說明反應向生成NO2的方向移動，即向正反應方向移動，所以正反應為吸熱反應，即ΔH>0；根據v=Δc/Δt計算；根據三段式計算平衡常數K1；

（2）平衡向正反應方向移動，根據勒夏特列原理，溫度升高，向吸熱反應方向移動，即向正反應方向移動，故T>100℃。

（1）由題意及圖示知，在1.00L的容器中，通入0.100mol的N2O4，發生反應：N2O4(g)2NO2(g)，隨溫度升高混合氣體的顏色變深，說明反應向生成NO2的方向移動，即向正反應方向移動，所以正反應為吸熱反應，即ΔH>0；由圖示知60s時該反應達到平衡，消耗N2O4為0.100mol·L-1－0.040mol·L-1＝0.060mol·L-1，根據v=Δc/Δt可知：v(N2O4)= 0.060mol·L-1/60s＝0.0010mol·L-1·s-1；

求平衡常數可利用三段式：

N2O4(g)2NO2(g)

起始量/(mol·L-1) 0.100 0

轉化量/(mol·L-1) 0.060 0.120

平衡量/(mol·L-1) 0.040 0.120

K1=c2（NO2）/c（N2O4）=（0.120mol·L-1）2/0.040mol·L-1=0.36mol·L-1。

故答案為：大于，0.001，0.36 mol·L-1。

(2)100℃時達平衡后，改變反應溫度為T，N2O4以0.0020mol·L-1·s-1的平均速率降低，經10s又達到平衡，說明平衡N2O4(g)2NO2(g)向正反應方向移動，根據勒夏特列原理，溫度升高，向吸熱反應方向移動，即向正反應方向移動，故T>100℃。

故答案為：大于。