Question

【题目】氮可形成多种气态氧化物，如NO、NO2、N2O4等．已知NO2和N2O4的结构式分别是 和 ．实验测得N﹣N键的键能为167kJmol﹣1 ， NO2中氮氧键的键能为 466kJmol﹣1 ， N2O4中氮氧键的键能为438.5kJmol﹣1 ．
（1）写出N2O4转化NO2为的热化学方程式 ．
（2）对反应N2O4（g）2NO2（g），在温度T1、T2时，平衡体系中NO2的体积分数随压强变化曲线如图所示．
①A、C两点的反应速率v（A）v（C）（填“＞”“=”或“＜”）．
②B、C两点的气体平均相对分子质量M（B）M（C）（填“＞”、“=”或“＜”）．
③由状态B到达状态A可用的方法是 ．
④A点气体的颜色比C点（填“深”、“浅”或“相同”），原因是 ．
（3）在100℃时，将0.40mol的NO2气体充入2L的密闭容器中，每隔一定时间就对该容器内的物质进行分析，得到下表所示数据．

时间/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在上述条件下，从反应开始直至20s时，v（NO2）=molL﹣1s﹣1 ．
②若在相同的情况下最初向该容器充入的是N2O4气体，要达到上述同样的平衡状态，N2O4的起始浓度应是molL﹣1 ．

Answer 1

【答案】
（1）N2O4（g）?2NO2（g）△H=+57 kJ?mol﹣1
（2）＜；=；加热；浅；A点到C点时压强增大，即体积减小，平衡逆移，NO2的体积分数减小，但平衡时C点c（NO2）比A点大
（3）0.0025；0.10
【解析】解：（1）根据化学反应的反应热=反应物的总键能﹣生成物的总键能，所以N2O4（g）2NO2（g）的反应热△H=438.5kJmol﹣1×4+167kJmol﹣1﹣466 kJmol﹣1×4=+57 Kj，mol﹣1 ， 所以N2O4转化为NO2的热化学方程式为：N2O4（g）2NO2（g）△H=+57kJmol﹣1 ， 故答案为：N2O4（g）2NO2（g）△H=+57kJmol﹣1；（2）①C点压强大于A点，所以C点的反应速率快，即：v（A）＜v（C），故答案为：＜；②B、C两点的二氧化氮体积分数相同，为等效平衡，则气体的平均相对分子质量相同，即：M（B=M（C），故答案为：=；③B的二氧化氮体积分数小于A点，该反应是吸热反应，温度升高，平衡正向移动，二氧化氮的体积分数增大，所以T2＞T1 ， A、B压强相同，则由状态B到状态A，可以用加热的方法，故答案为：加热；④A、C点温度相同，C的压强增大，体积缩小，气体颜色加深，尽管平衡逆向移动，但最终气体的颜色比原平衡时深，则A浅、C深，即：A点气体的颜色比C点浅，故答案为：浅；A点到C点时压强增大，即体积减小，平衡逆移，NO2的体积分数减小，但平衡时C点c（NO2）比A点大；（3）①在上述条件下，该反应为2NO2（g）N2O4（g），从反应开始直至20 s时，N2O4（g）的物质的量增加0.05mol，则二氧化氮的物质的量减少0.1mol，浓度减少 =0.05mol/L，二氧化氮的平均反应速率为： =0.0025mol（Ls）﹣1 ， 故答案为：0.0025；②若在相同情况下最初向该容器充入的是N2O4气体，要达到上述同样的平衡状态，即为等效平衡状态，则将0.4mol的二氧化氮完全转化为四氧化二氮的物质的量是0.2mol，则四氧化二氮的起始浓度为： =0.10mol/L， 故答案为：0.10．
（1）化学反应的反应热=反应物的总键能﹣生成物的总键能，注明物质的聚集状态与放热反应书写热化学方程式；（2）①压强越高，反应速率越快；
②B、C两点的二氧化氮体积分数相同，为等效平衡；
③B的二氧化氮体积分数小于A点，该反应是吸热反应，温度升高，平衡正向移动，二氧化氮的体积分数增大，所以T2＞T1；
④A、C点温度相同，C的压强增大，体积缩小，气体颜色加深；（3）①从反应开始直至20 s时，N2O4（g）的物质的量增加0.05mol，则二氧化氮的物质的量减少0.1mol，浓度减少 =0.05mol/L，再根据v= 计算v（NO2）；
②若在相同情况下最初向该容器充入的是N2O4气体，要达到上述同样的平衡状态，即为等效平衡状态，则将0.4mol的二氧化氮完全转化为四氧化二氮的物质的量是0.2mol．