Question

11．在容积为1.00L的容器中，通入一定量的N₂O₄，发生反应N₂O₄（g）?2NO₂（g）△H，随温度升高，混合气体的颜色变深．

回答下列问题：
（1）反应的△H＞0（填“＞”或“＜”）；100℃时，体系中各物质浓度随时间变化如图1所示．在0～60s时段，平均反应速率v（NO₂）为0.002mol?L^-1?s^-1，反应的平衡常数K为0.36．
（2）100℃时达到平衡后，改变反应温度为T，c（N₂O₄） 以0.0020mol?L^-1?s^-1的平均速率降低，经10s又达到平衡．则T大于100℃（填“大于”或“小于”）．
（3）利用图2（a）和（b）中的信息，按图（b）装置（连通的A、B瓶中已充有NO₂气体）进行实验．可观察到B瓶中气体颜色比A瓶中的深（填“深”或“浅”），其原因是N₂O₄（无色）?2NO₂（红棕色）△H＞0，是吸热反应，而双氧水的分解反应是放热反应，当右边双氧水分解时，放出的热量会使B瓶升温，从而使瓶中反应朝正反应方向移动，即向生成NO₂移动，故B瓶颜色更深．

Answer 1

分析 （1）随温度升高，混合气体的颜色变深，说明升高温度平衡正向移动，则正反应为吸热反应；根据v=$\frac{△c}{△t}$计算v（NO₂），平衡常数K=$\frac{{c}^{2}（N{O}_{2}）}{c（{N}_{2}{O}_{4}）}$；
（2）改变温度后，N₂O₄的浓度降低，平衡向正反应方向移动，由于正反应吸热反应，升高温度平衡正向移动；
（3）双氧水的分解反应是放热反应，当右边双氧水分解时，放出的热量会使B瓶升温，从而使瓶中反应朝正反应方向移动，即向生成NO₂移动．

解答 解：（1）随温度的升高，混合气体的颜色变深，说明升高温度平衡正向移动，则正反应为吸热反应，即△H＞0；0～60s时段，NO₂浓度变化为0.12mol/L，v（NO₂）=$\frac{0.12mol/L}{60s}$=0.002mol•L^-1•s^-1；平衡常数K=$\frac{{c}^{2}（N{O}_{2}）}{c（{N}_{2}{O}_{4}）}$=$\frac{0.1{2}^{2}}{0.04}$=0.36，
故答案为：＞；0.002；0.36；
（2）改变温度后，N₂O₄的浓度降低，平衡向正反应方向移动，由于正反应吸热反应，升高温度平衡正向移动，故T＞100℃，
故答案为：大于；
（3）原因是N₂O₄（无色）?2NO₂（红棕色）△H＞0，是吸热反应，而双氧水的分解反应是放热反应，当右边双氧水分解时，放出的热量会使B瓶升温，从而使瓶中反应朝正反应方向移动，即向生成NO₂移动，故B瓶颜色更深，
故答案为：深；N₂O₄（无色）?2NO₂（红棕色）△H＞0，是吸热反应，而双氧水的分解反应是放热反应，当右边双氧水分解时，放出的热量会使B瓶升温，从而使瓶中反应朝正反应方向移动，即向生成NO₂移动，故B瓶颜色更深．

点评 本题考查化学平衡计算与影响因素、平衡常数及影响因素、化学反应速率的计算等，难度不大，有利于基础知识的巩固．