Question

25℃時(shí)，在1L的密閉容器中充入NO₂發(fā)生如下反應(yīng)：2NO₂（g）?N₂O₄（g）△H=-57kJ?mol^-1（N₂O₄在25℃時(shí)為無色氣體）．
（1）該反應(yīng)的△S

＜

0（填“＞”、“＜”或“=”）．
（2）當(dāng)開始充入0.03mol的NO₂時(shí)，25℃時(shí)，實(shí)驗(yàn)測得NO₂的平衡濃度為0.01mol?L^-1，則NO₂的平衡轉(zhuǎn)化率（α）是

66.7%

．25℃時(shí)上述反應(yīng)的平衡常數(shù)K=

100L/mol

．
（3）25℃時(shí)，實(shí)驗(yàn)測得該反應(yīng)的活化能E_a=92.4kJ?mol^-1．下列能量關(guān)系圖合理的是

B

．
（4）如把該密閉容器放入80℃的熱水中，則氣體的顏色

加深

（填“不變”、“加深”或“變淺”），NO₂的轉(zhuǎn)化率

減小

（填“增大”、“不變”或“減小”）．

Answer 1

分析：（1）依據(jù)反應(yīng)是氣體體積減小的反應(yīng)判斷熵變；
（2）依據(jù)化學(xué)平衡的三段式列式計(jì)算平衡濃度，結(jié)合平衡常數(shù)、反應(yīng)物轉(zhuǎn)化率概念計(jì)算得到；
（3）依據(jù)反應(yīng)是放熱反應(yīng)，二氧化氮能量高于四氧化二氮分析，結(jié)合圖象分析活化能數(shù)值大于反應(yīng)焓變判斷；
（4）反應(yīng)是放熱反應(yīng)，根據(jù)影響化學(xué)平衡的因素判斷移動方向，結(jié)合二氧化氮是紅棕色氣體，四氧化二氮是無色氣體分析判斷．

解答：解：（1）2NO₂（g）?N₂O₄（g）△H=-57kJ?mol^-1，依據(jù)反應(yīng)分析可知反應(yīng)后氣體體積減小，所以熵變小于0，△S＜0，故答案為：＜；
（2）在1L的密閉容器中充入NO₂發(fā)生如下反應(yīng)：2NO₂（g）?N₂O₄（g）△H=-57kJ?mol^-1，當(dāng)開始充入0.03mol的NO₂時(shí)，25℃時(shí)，實(shí)驗(yàn)測得NO₂的平衡濃度為0.01mol?L^-1，依據(jù)化學(xué)平衡三段式列式計(jì)算：二氧化氮起始濃度為0.03mol/L，
                  2NO₂（g）?N₂O₄（g）
起始量（mol/L）   0.03        0
變化量（mol/L）  0.02        0.01
平衡量（mol/L）  0.01       0.01
NO₂的平衡轉(zhuǎn)化率（α）=

0.02mol/L

0.03mol/L

×100%=66.7%，
平衡常數(shù)K=

[N2O4]

[NO2]2

=

0.01mol/L

(0.01mol/L)2

=100L/mol；
故答案為：66.7%；100L/mol；
（3）依據(jù)反應(yīng)是放熱反應(yīng)，二氧化氮能量高于四氧化二氮分析，結(jié)合圖象分析活化能數(shù)值大于反應(yīng)焓變判斷，B符合；AC中二氧化氮能量低于四氧化二氮，錯誤；D選項(xiàng)活化能數(shù)值小于反應(yīng)焓變，錯誤；故答案為：B；
（4）2NO₂（g）?N₂O₄（g）△H=-57kJ?mol^-1，反應(yīng)是放熱反應(yīng)，二氧化氮是紅棕色氣體，四氧化二氮是無色氣體，放在80℃的熱水中，平衡逆向進(jìn)行，氣體顏色加深，NO₂的轉(zhuǎn)化率減小；故答案為：加深；減小．

點(diǎn)評：本題考查了反應(yīng)焓變和熵變判斷，化學(xué)平衡的三段式計(jì)算應(yīng)用，反應(yīng)為轉(zhuǎn)化率、反應(yīng)平衡常數(shù)概念的計(jì)算應(yīng)用，平衡影響因素的分析判斷，題目難度中等．