Question

（1）已知：2NO₂（g）?N₂O₄（g）；△H＜0．在恒温恒容条件下，将一定量NO₂和N₂O₄的混合气体通入容积为2L的密闭容器中，反应过程中各物质的物质的量浓度c随时间t的变化关系如图所示．

①a、b、c、d四个点中，表示化学反应处于平衡状态的点是

 

．
②前10min内用NO₂表示的化学反应速率v（NO₂）=

 

mol?L^-1?min^-1．反应在第一个平衡点的平衡常数K（1）=

 

（可用分数表示）．反应在第二个平衡点的平衡常数K（2）与第一个平衡点的平衡常数K（1）的关系：K（2）

 

K（1）（填“＞”、“=”或“＜”）．
③请在如图坐标中画出1mol N₂O₄通入2L的密闭容器中反应发生过程中的能量变化示意图，并在虚线上分别标出反应物和生成物的化学式．
（2）图中a、b、c、d分别代表氧族元素（ⅥA族）：Te（碲）、Se（硒）、S、O氢化物的反应热的数据示意图．试回答下列问题：
①请你归纳：非金属元素氢化物的稳定性与形成氢化物的反应热△H的关系

 

．
②写出硒化氢发生分解反应的热化学反应方程式：

 

．

Answer 1

考点：物质的量或浓度随时间的变化曲线,热化学方程式,反应速率的定量表示方法,化学平衡常数的含义

专题：化学反应中的能量变化,化学平衡专题

分析：（1）由图可知10-25min平衡状态时，X表示的生成物的浓度变化量为（0.6-0.2）mol/L=0.4mol/L，Y表示的反应物的浓度变化量为（0.6-0.4）mol/L=0.2mol/L，X表示的生成物的浓度变化量是Y表示的反应物的浓度变化量的2倍，所以X表示NO₂浓度随时间的变化曲线，Y表示N₂O₄浓度随时间的变化曲线，
①根据图象及物质的浓度不发生变化时表示化学反应处于平衡状态；
②根据v=

△c

△t

求得速率，根据平衡常数的定义和图中的平衡浓度可求得平衡常数，根据影响平衡常数的因素可比较出K（2）、K（1）的大小；
③根据反应中的能量变化可以画出相关的图；
（2）①根据元素周期律，同一主族元素非金属性越强，生成气态氢化物越容易，气态氢化物越稳定；而根据热力学，能量越低越稳定，以此进行判断；
（3）根据图象判断出abcd对应的各氢化物，根据焓变的大小书写热化学方程式．

解答： 解：（1）由图可知10-25min平衡状态时，X表示的生成物的浓度变化量为（0.6-0.2）mol/L=0.4mol/L，Y表示的反应物的浓度变化量为（0.6-0.4）mol/L=0.2mol/L，X表示的生成物的浓度变化量是Y表示的反应物的浓度变化量的2倍，所以X表示NO₂浓度随时间的变化曲线，Y表示N₂O₄浓度随时间的变化曲线；
①由图可知，10-25min及35min之后X、Y的物质的量不发生变化，则相应时间段内的点处于化学平衡状态，即b、d处于化学平衡状态，故答案为：b、d；
②由图可知，前10min内用NO₂的物质的量浓度变化了0.4mol/L，故化学反应速率v（NO₂）=

0.4mol/L

10min

=0.04mol?L^-1?min^-1，
由图可知，在第一个平衡点c（NO₂）=0.6mol/L，c（N₂O₄）=0.4mol/L，故平衡常数K=

c(N 2O4)

c2(NO2)

=

0.4mol/L

(0.6mol/L)2

=

10

9

，
由于平衡常数只与温度有关，所以当温度不变时，平衡常数不变，故答案为：0.04；   

10

9

；=；
③根据反应2NO₂（g）N₂O₄（g）；△H＜0可知，反应物NO₂（g）中的能量比生成物N₂O₄（g）中的高，故可以画出图为：，故答案为
（2）非金属元素氢化物的稳定性与生成1mol氢化物时的△H的关系为：根据元素周期律，同一主族元素非金属性越强，生成气态氢化物越容易，气态氢化物越稳定；而根据热力学，能量越低越稳定．a、b、c、d依次为H₂Te、H₂Se、H₂S、H₂O．
故答案为：非金属元素氢化物越稳定，△H越小，反之亦然；
（3）由（2）可知，b为硒化氢的生成热数据，则硒化氢分解吸热，且△H=-81kJ/mol，
所以H₂Se发生分解反应的热化学反应方程式为H₂Se（g）=Se（s）+H₂（g），△H=-81kJ/mol
故答案为：H₂Se（g）=Se（s）+H₂（g），△H=-81kJ/mol．

点评：本题考查了平衡状态的判断、反应速率的计算、影响平衡常数的因素、化学反应与能量变化等知识，题目难度不大，本题注意从图象判断各种氢化物的种类为解答该题的关键．