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15.NO2被誉为生命的“信息分子”,在100℃时,将0.100mol的无色N2O4气体充入1L恒容抽空的密闭容器中,隔一定时间对该容器内物质的浓度进行分析得到表数据:
时间/s020406080
c(N2O4)/mol•L-10.100c10.050c3c4
c(NO2)/mol•L-10.0000.060c20.1200.120
从表中分析:该温度下,达平衡时N2O4的转化率=60%;反应N2O4(g)?2NO2(g)的平衡常数=0.36;升高温度,容器中气体的颜色变深,则反应2NO2(g)?N2O4(g)的△H<0(填:>、<、=);在上述条件下,60s内N2O4的平均反应速率=0.001mol•L-1•s-1

分析 反应的化学方程式为:N2O4?2NO2,由表可知,60s时反应达平衡,平衡时c(NO2)=0.120mol/L,N2O4的起始度为0.1mol/L,则:
                   N2O4(g)?2NO2(g)
起始(mol/L):0.1         0  
变化(mol/L):0.06        0.12
平衡(mol/L):0.04        0.12,
以此计算各物理量.

解答 解:反应的化学方程式为:N2O4?2NO2,由表可知,60s时反应达平衡,平衡时c(NO2)=0.120mol/L,N2O4的起始度为0.1mol/L,则:
                   N2O4(g)?2NO2(g)
起始(mol/L):0.1         0  
变化(mol/L):0.06        0.12
平衡(mol/L):0.04        0.12,
则达平衡时N2O4的转化率=$\frac{0.06}{0.1}×100%$=60%,
反应N2O4(g)?2NO2(g)的平衡常数=$\frac{0.1{2}^{2}}{0.04}$=0.36,
升高温度,容器中气体的颜色变深,说明升高温度平衡向生成NO2的方向移动,则反应2NO2(g)?N2O4(g)的△H<0,
在上述条件下,60s内N2O4的平均反应速率=$\frac{0.06mol/L}{60s}$=0.001 mol•L-1•s-1
故答案为:60%;0.36;<;0.001 mol•L-1•s-1

点评 本题考查了化学平衡的计算,题目难度较大,试题知识点较多、综合性较强,充分考查了学生的分析、理解能力及化学计算能力,注意掌握化学平衡的影响因素、平衡常数的概念及表达式,明确化学反应速率的计算方法.

练习册系列答案
相关习题

科目:高中化学 来源: 题型:解答题

5.为了节约煤炭和石油资源,用较少的碳原料生成较多的燃料提供给人类,一碳化学应运而生.合成气(CO、H2)、甲烷和甲醇是一碳化学的基础原料,表所列为25℃、101kPa时四种物质的燃烧热:
化学式△H/(kJ?mol-1化学式△H/(kJ?mol-1
CO(g)-283.0CH4(g)-890.3
H2(g)-285.8CH3OH(l)-726.5
回答下列问题:
(1)25℃时,用合成气制备甲醇的热化学方程式CO(g)+2H2(g)?CH3OH(l)△H=-128.1kJ?mol-1
(2)工业上可利用甲烷制造合成气,发生的反应为CH4(g)+CO2(g)?2CO(g)+2H2(g);某温度下,向容积为4L的恒容密闭容器中通入6mol CO2和6mol CH4发生上述反应,5min后在该温度下达到平衡,这时测得反应体系中各组分的体积分数相等,则该反应在0~5min内的平均反应速率v(CO)=0.2mol?L-1?min-1;在相同温度下,将上述反应改在起始容积为4L的恒压密闭容器内进行,则到达平衡的时间大于(填“大于”或“小于”或“等于”)5min.
(3)反应CH3OH(g)+CO(g)?HCOOCH3(g)△H=-29.1kJ?mol-1为一碳化学在有机合成方面的重要应用.温度和压强对该反应的影响如图所示:

①根据反应体系的压强对甲醇转化率的影响并综合考虑生产成本因素,在下列各压强数据中,工业上制取甲酸(HCOOCH3)甲酯应选择的压强是b(填下列序号字母);
a.3.5×106Pa      b.4.0×106 Pa         c.5.0×106 Pa
②用上述方法制取甲酸甲酯的实际工业生产中,采用的温度是80℃,其理由是高于80℃时,温度对反应速率影响较小,又因反应放热,升高温度时平衡逆向移动,转化率降低.

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科目:高中化学 来源: 题型:解答题

6.已知水在25℃和95℃时,其电离平衡曲线如图所示:

(1)则25℃时水的电离平衡曲线应为A(填“A”或“B”),请说明理由水的电离是吸热过程,温度低时,水的电离程度小,c(H+)、c(OH-)小.
(2)95℃时,若10体积pH1=a的某强酸溶液与1体积pH2=b的某强碱溶液混合后溶液呈中性,则混合前,该强酸的pH1与强碱的pH2之间应满足的关系是a+b=13或 pH1+pH2=13.
(3)25℃时,将pH=11的NaOH溶液与pH=4的H2SO4溶液混合,若所得混合溶液的pH=10,则NaOH溶液与H2SO4溶液的体积比为2:9.
(4)曲线B对应温度下,pH=2的某HA溶液和pH=10的NaOH溶液等体积混合后,混合溶液的pH=5.请分析其原因:曲线B对应95℃,此时水的离子积为10-12,HA为弱酸,HA和NaOH中和后,混合溶液中还剩余较多的HA分子,可继续电离出H+,使溶液pH=5.

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科目:高中化学 来源: 题型:选择题

3.化合物在水溶液中因存在以下电离平衡:HIn(红色)?H++In-(黄色),故可用作      酸碱指示剂.浓度为0.4mol/L的下列各溶液:①盐酸    ②石灰水    ③NaCl溶液  ④NaHSO4溶液   ⑤硝酸钾溶液   ⑥氨水,其中能使指示剂显红色的是(  )
A.①④B.②⑤⑥C.①④⑤D.②③⑥

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科目:高中化学 来源: 题型:解答题

10.实验室有一瓶混有少量NaCl杂质的NaOH固体试剂,为准确测其纯度,采用盐酸滴定法进行测定.
①称取WgNaOH固体试剂配制成100.00mL水溶液备用;
②将浓度为Cmol/L的标准盐酸装在用标准盐酸润洗过的25.00mL酸式滴定管中,调节液面位置在零刻度以下,并记下刻度;
③取V1mL  NaOH待测溶液置于洁净的锥形瓶中,加入2-3滴甲基橙指示剂充分振荡,然后用浓度为C mol/L的标准盐酸滴定,用去盐酸V2mL,试回答:
(1)如有1mol/L和0.1mol/L的标准盐酸应选用0.1mol/L盐酸,原因是浓度越稀,误差越小.
(2)滴定终点的判断溶液由黄色突变为橙色,且半分钟内不恢复原来颜色.
(3)若酸式滴定管尖嘴气泡未排出,会使碱测定值偏大(偏大、偏小、无影响).
(4)不用标准盐酸润洗酸式滴定管,会使碱测定值偏大(偏大、偏小、无影响).
(5)固体试剂NaOH纯度计算式为$\frac{4C{V}_{2}}{W{V}_{1}}$×100%.

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科目:高中化学 来源: 题型:选择题

20.一定温度下,将一定量的冰醋酸加水稀释,稀释过程中溶液的导电性变化如图所示.
则下列说法错误的是(  )
A.醋酸的电离程度:a<b<c
B.溶液的pH值:b<a<c
C.蘸取a点溶液滴在湿润的pH试纸上,测得pH值一定偏大
D.若分别取a、b、c三点的溶液各10 mL,各用同浓度的氢氧化钠溶液中和,消耗NaOH溶液的体积a>b>c

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科目:高中化学 来源: 题型:选择题

7.下雪时,常用融雪剂清理路面,醋酸钾( CH3COOK)是效果较好的融雪剂,下列关于1mol CH3COOK的叙述正确的是(  )
A.物质的量是国际单位制中七个基本物理量之一
B.CH3COOK的摩尔质量为98 g
C.1 mol CH3COOK含有2 mol氧
D.1 molCH3COOK含有3×6.02×1023个氢元素

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科目:高中化学 来源: 题型:选择题

4.一定温度下,水存在H 2O?H++OH-△H=Q(Q>0)的平衡,下列叙述一定正确的是(  )
A.向水中滴入少量稀盐酸,平衡逆向移动,Kw减小
B.将水加热,Kw增大,pH不变
C.向水中加入少量固体HCl气体,平衡逆向移动,c(H+)降低
D.向水中加入少量固体硫酸钠,c(H+)和Kw均不变

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科目:高中化学 来源: 题型:选择题

2.一定温度下,在三个体积均为2.0L的恒容密闭容器中发生如下反应:PCl5(g)?PCl3(g)+Cl2(g)
编号温度(℃)起始物质的量
(mol)
平衡物质的量
(mol)
达到平衡所需时(s)
PCl5(g)PCl3(g)Cl2(g)
3200.400.100.10t1
3200.80  t2
4100.400.150.15t3
下列说法正确的是(  )
A.平衡常数K:容器Ⅱ>容器Ⅲ
B.反应到达平衡时,PCl5的转化率:容器Ⅱ>容器Ⅰ
C.反应到达平衡时,容器Ⅰ中的平均速率为v(PCl5)=$\frac{0.01}{{t}_{1}}$mol/(L•s)
D.起始时向容器Ⅲ中充入PCl5 0.30 mol、PCl30.45 mol和Cl20.10 mol,则反应将向逆反应方向进行

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