在100℃时,将0.40mol二氧化氮气体充入2L抽空的密闭容器中,每隔一定时间就对该容器内的物质进行分析,得到如下表数

在100℃时,将0.40mol二氧化氮气体充入2L抽空的密闭容器中,每隔一定时间就对该容器内的物质进行分析,得到如下表数据:
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,二氧化氮的平均反应速率为______mol/(L•min).
(2)此条件下该反应的化学平衡常数的值约为______(保留两位有效数字).
(3)若达到平衡后,降低温度,气体颜色会变浅,则该反应的平衡常数将______(填“增大”、“减小”或“不变”).
(4)若在相同情况下最初向该容器中充入的是N2O4气体,要达到初始数据表中同样的平衡状态,N2O4的起始浓度是______;假设在80s时达到平衡,请在图中画出并标明该条件下此反应中N2O4和NO2的浓度随时间变化的曲线.______
(5)计算(4)中条件下达到平衡后N2O4的转化率______.
半个文旦 1年前 已收到1个回答 举报

jackyrm777 幼苗

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解题思路:(1)根据公式反应速率v=[△c/t]来计算;
(2)化学平衡状态时,各组分的浓度不再随时间的改变而改变;反应2NO2N2O4的平衡常数K=
[N2O4]
[NO2]2

(3)温度升高,平衡体系向着吸热的方向进行,判断K的变化情况;
(4)根据各组分的浓度变化量之比等于系数值比来计算;根据起始和平衡时的浓度画出图象;
(5)根据N2O4的起始浓度和转化的浓度求出转化率.

(1)从反应开始直至20s时,四氧化二氮的平均反应速率v=[△c/t]=

0.05mol
2L
20s=0.00125mol/(L•s),二氧化氮的平均反应速率为四氧化二氮的平均反应速率的2倍,即为0.0025mol•(L•s)-1,单位转化为mol/(L•min)时v(NO2)=0.0025×60=0.15mol/(L•min)故答案为:0.15;
(2)在60s时,反应已达平衡状态,所以n3=n4,当四氧化二氮的浓度为[0.08mol/2L]=0.04mol/L时,二氧化氮的浓度是:[0.4mol/2L]=0.12mol/L,反应的平衡常数K=
[N2O4]
[NO2]2=[0.04
0.122≈2.8,故答案为:2.8;
(3)反应2NO2N2O4是放热反应,降低温度,平衡正移,所以K增大,故答案为:增大;
(4)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,N2O4的起始浓度是c,则
N2O42NO2
起始浓度(mol•L-1) c0
转化浓度(mol•L-1)c-0.04 0.12
平衡浓度(mol•L-1) 0.04 0.12
所以
c−0.04/0.12]=[1/2]
解得c=0.10,
已知起始时N2O4为0.1mol/L,NO2为0,平衡时N2O4为0.04mol/L,NO2为0.12mol/L,所以N2O4和NO2的浓度随时间变化的曲线为:
故答案为:0.10mol/L;
(5)已知起始时N2O4为0.1mol/L,平衡时N2O4为0.04mol/L,所以转化的浓度为0.06mol/L,所以转化率为:[0.06mol/L/0.1mol/L]×100%=60%,故答案为:60%.

点评:
本题考点: 物质的量或浓度随时间的变化曲线;化学平衡的计算.

考点点评: 本题是一道化学平衡的综合题,考查了反应速率计算,K的计算,等效平衡等,考查角度广,难度大.

1年前

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