Question

【題目】氮可形成多種氣態(tài)氧化物，如NO、NO2、N2O4等．已知NO2和N2O4的結(jié)構(gòu)式分別是 和 ．實(shí)驗(yàn)測(cè)得N﹣N鍵的鍵能為167kJmol﹣1 ， NO2中氮氧鍵的鍵能為 466kJmol﹣1 ， N2O4中氮氧鍵的鍵能為438.5kJmol﹣1 ．
（1）寫出N2O4轉(zhuǎn)化NO2為的熱化學(xué)方程式 ．
（2）對(duì)反應(yīng)N2O4（g）2NO2（g），在溫度T1、T2時(shí)，平衡體系中NO2的體積分?jǐn)?shù)隨壓強(qiáng)變化曲線如圖所示．
①A、C兩點(diǎn)的反應(yīng)速率v（A）v（C）（填“＞”“=”或“＜”）．
②B、C兩點(diǎn)的氣體平均相對(duì)分子質(zhì)量M（B）M（C）（填“＞”、“=”或“＜”）．
③由狀態(tài)B到達(dá)狀態(tài)A可用的方法是 ．
④A點(diǎn)氣體的顏色比C點(diǎn)（填“深”、“淺”或“相同”），原因是 ．
（3）在100℃時(shí)，將0.40mol的NO2氣體充入2L的密閉容器中，每隔一定時(shí)間就對(duì)該容器內(nèi)的物質(zhì)進(jìn)行分析，得到下表所示數(shù)據(jù)．

時(shí)間/s	0	20	40	60	80
n（NO2）/mol	0.40	n1	0.26	n3	n4
n（N2O4）/mol	0.00	0.05	n2	0.08	0.08

①在上述條件下，從反應(yīng)開始直至20s時(shí)，v（NO2）=molL﹣1s﹣1 ．
②若在相同的情況下最初向該容器充入的是N2O4氣體，要達(dá)到上述同樣的平衡狀態(tài)，N2O4的起始濃度應(yīng)是molL﹣1 ．

Answer 1

【答案】
（1）N2O4（g）?2NO2（g）△H=+57 kJ?mol﹣1
（2）＜；=；加熱；淺；A點(diǎn)到C點(diǎn)時(shí)壓強(qiáng)增大，即體積減小，平衡逆移，NO2的體積分?jǐn)?shù)減小，但平衡時(shí)C點(diǎn)c（NO2）比A點(diǎn)大
（3）0.0025；0.10
【解析】解：（1）根據(jù)化學(xué)反應(yīng)的反應(yīng)熱=反應(yīng)物的總鍵能﹣生成物的總鍵能，所以N2O4（g）2NO2（g）的反應(yīng)熱△H=438.5kJmol﹣1×4+167kJmol﹣1﹣466 kJmol﹣1×4=+57 Kj，mol﹣1 ， 所以N2O4轉(zhuǎn)化為NO2的熱化學(xué)方程式為：N2O4（g）2NO2（g）△H=+57kJmol﹣1 ， 故答案為：N2O4（g）2NO2（g）△H=+57kJmol﹣1；（2）①C點(diǎn)壓強(qiáng)大于A點(diǎn)，所以C點(diǎn)的反應(yīng)速率快，即：v（A）＜v（C），故答案為：＜；②B、C兩點(diǎn)的二氧化氮體積分?jǐn)?shù)相同，為等效平衡，則氣體的平均相對(duì)分子質(zhì)量相同，即：M（B=M（C），故答案為：=；③B的二氧化氮體積分?jǐn)?shù)小于A點(diǎn)，該反應(yīng)是吸熱反應(yīng)，溫度升高，平衡正向移動(dòng)，二氧化氮的體積分?jǐn)?shù)增大，所以T2＞T1 ， A、B壓強(qiáng)相同，則由狀態(tài)B到狀態(tài)A，可以用加熱的方法，故答案為：加熱；④A、C點(diǎn)溫度相同，C的壓強(qiáng)增大，體積縮小，氣體顏色加深，盡管平衡逆向移動(dòng)，但最終氣體的顏色比原平衡時(shí)深，則A淺、C深，即：A點(diǎn)氣體的顏色比C點(diǎn)淺，故答案為：淺；A點(diǎn)到C點(diǎn)時(shí)壓強(qiáng)增大，即體積減小，平衡逆移，NO2的體積分?jǐn)?shù)減小，但平衡時(shí)C點(diǎn)c（NO2）比A點(diǎn)大；（3）①在上述條件下，該反應(yīng)為2NO2（g）N2O4（g），從反應(yīng)開始直至20 s時(shí)，N2O4（g）的物質(zhì)的量增加0.05mol，則二氧化氮的物質(zhì)的量減少0.1mol，濃度減少 =0.05mol/L，二氧化氮的平均反應(yīng)速率為： =0.0025mol（Ls）﹣1 ， 故答案為：0.0025；②若在相同情況下最初向該容器充入的是N2O4氣體，要達(dá)到上述同樣的平衡狀態(tài)，即為等效平衡狀態(tài)，則將0.4mol的二氧化氮完全轉(zhuǎn)化為四氧化二氮的物質(zhì)的量是0.2mol，則四氧化二氮的起始濃度為： =0.10mol/L， 故答案為：0.10．
（1）化學(xué)反應(yīng)的反應(yīng)熱=反應(yīng)物的總鍵能﹣生成物的總鍵能，注明物質(zhì)的聚集狀態(tài)與放熱反應(yīng)書寫熱化學(xué)方程式；（2）①壓強(qiáng)越高，反應(yīng)速率越快；
②B、C兩點(diǎn)的二氧化氮體積分?jǐn)?shù)相同，為等效平衡；
③B的二氧化氮體積分?jǐn)?shù)小于A點(diǎn)，該反應(yīng)是吸熱反應(yīng)，溫度升高，平衡正向移動(dòng)，二氧化氮的體積分?jǐn)?shù)增大，所以T2＞T1；
④A、C點(diǎn)溫度相同，C的壓強(qiáng)增大，體積縮小，氣體顏色加深；（3）①?gòu)姆磻?yīng)開始直至20 s時(shí)，N2O4（g）的物質(zhì)的量增加0.05mol，則二氧化氮的物質(zhì)的量減少0.1mol，濃度減少 =0.05mol/L，再根據(jù)v= 計(jì)算v（NO2）；
②若在相同情況下最初向該容器充入的是N2O4氣體，要達(dá)到上述同樣的平衡狀態(tài)，即為等效平衡狀態(tài)，則將0.4mol的二氧化氮完全轉(zhuǎn)化為四氧化二氮的物質(zhì)的量是0.2mol．