Question

【題目】氮可形成多種氣態氧化物，如NO、NO2、N2O4等．已知NO2和N2O4的結構式分別是 和 ．實驗測得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轉化NO2為的熱化學方程式 ．
（2）對反應N2O4（g）2NO2（g），在溫度T1、T2時，平衡體系中NO2的體積分數隨壓強變化曲線如圖所示．
①A、C兩點的反應速率v（A）v（C）（填“＞”“=”或“＜”）．
②B、C兩點的氣體平均相對分子質量M（B）M（C）（填“＞”、“=”或“＜”）．
③由狀態B到達狀態A可用的方法是 ．
④A點氣體的顏色比C點（填“深”、“淺”或“相同”），原因是 ．
（3）在100℃時，將0.40mol的NO2氣體充入2L的密閉容器中，每隔一定時間就對該容器內的物質進行分析，得到下表所示數據．

時間/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，從反應開始直至20s時，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，要達到上述同樣的平衡狀態，N2O4的起始濃度應是molL﹣1 ．

Answer 1

【答案】
（1）N2O4（g）?2NO2（g）△H=+57 kJ?mol﹣1
（2）＜；=；加熱；淺；A點到C點時壓強增大，即體積減小，平衡逆移，NO2的體積分數減小，但平衡時C點c（NO2）比A點大
（3）0.0025；0.10
【解析】解：（1）根據化學反應的反應熱=反應物的總鍵能﹣生成物的總鍵能，所以N2O4（g）2NO2（g）的反應熱△H=438.5kJmol﹣1×4+167kJmol﹣1﹣466 kJmol﹣1×4=+57 Kj，mol﹣1 ， 所以N2O4轉化為NO2的熱化學方程式為：N2O4（g）2NO2（g）△H=+57kJmol﹣1 ， 故答案為：N2O4（g）2NO2（g）△H=+57kJmol﹣1；（2）①C點壓強大于A點，所以C點的反應速率快，即：v（A）＜v（C），故答案為：＜；②B、C兩點的二氧化氮體積分數相同，為等效平衡，則氣體的平均相對分子質量相同，即：M（B=M（C），故答案為：=；③B的二氧化氮體積分數小于A點，該反應是吸熱反應，溫度升高，平衡正向移動，二氧化氮的體積分數增大，所以T2＞T1 ， A、B壓強相同，則由狀態B到狀態A，可以用加熱的方法，故答案為：加熱；④A、C點溫度相同，C的壓強增大，體積縮小，氣體顏色加深，盡管平衡逆向移動，但最終氣體的顏色比原平衡時深，則A淺、C深，即：A點氣體的顏色比C點淺，故答案為：淺；A點到C點時壓強增大，即體積減小，平衡逆移，NO2的體積分數減小，但平衡時C點c（NO2）比A點大；（3）①在上述條件下，該反應為2NO2（g）N2O4（g），從反應開始直至20 s時，N2O4（g）的物質的量增加0.05mol，則二氧化氮的物質的量減少0.1mol，濃度減少 =0.05mol/L，二氧化氮的平均反應速率為： =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，要達到上述同樣的平衡狀態，即為等效平衡狀態，則將0.4mol的二氧化氮完全轉化為四氧化二氮的物質的量是0.2mol，則四氧化二氮的起始濃度為： =0.10mol/L， 故答案為：0.10．
（1）化學反應的反應熱=反應物的總鍵能﹣生成物的總鍵能，注明物質的聚集狀態與放熱反應書寫熱化學方程式；（2）①壓強越高，反應速率越快；
②B、C兩點的二氧化氮體積分數相同，為等效平衡；
③B的二氧化氮體積分數小于A點，該反應是吸熱反應，溫度升高，平衡正向移動，二氧化氮的體積分數增大，所以T2＞T1；
④A、C點溫度相同，C的壓強增大，體積縮小，氣體顏色加深；（3）①從反應開始直至20 s時，N2O4（g）的物質的量增加0.05mol，則二氧化氮的物質的量減少0.1mol，濃度減少 =0.05mol/L，再根據v= 計算v（NO2）；
②若在相同情況下最初向該容器充入的是N2O4氣體，要達到上述同樣的平衡狀態，即為等效平衡狀態，則將0.4mol的二氧化氮完全轉化為四氧化二氮的物質的量是0.2mol．