Question

10．在温度为373K时，将0.100mol无色的N₂O₄气体通入1L抽空的密闭容器中，立刻出现红棕色，直至建立N₂O₄?2NO₂的平衡．如图是隔一定时间测定到的N₂O₄的浓度（纵坐标为N₂O₄的浓度，横坐标为时间）
（1）该反应在60S内用NO₂的表示的反应速率为0.002 mol•L^-1•s^-1．
（2）下表是不同温度下测定得到的该反应的化学平衡常数．

T/K	323	373
K值	0.022	？

据此可推测该反应（生成NO₂）是吸热反应（填“吸热”或“放热”）． 升高温度，平衡向正反应方向移动（填“正反应”或“逆反应”）．

Answer 1

分析 （1）根据v=$\frac{△c}{△t}$计算N₂O₄气体反应速率，结合反应速率之比等于化学计量数之比计算NO₂的反应速率；
（2）在温度为373K时，依据图象数值计算平衡常数，
               N₂O₄?2NO₂
起始量（mol/L） 0.1    0
变化量（mol/L） 0.06   0.12
平衡量（mol/L） 0.04   0.12
K=$\frac{0.122}{0.04}$=0.36，
由表中数据可知，323K时平衡常数K=0.022，根据温度升高平衡常数的变化判断；

解答 解：（1）图象分析可知，在60S时间内，四氧化二氮浓度变化为0.100mol/L-0.040mol/L，反应速率v（N₂O₄）=$\frac{0.100mol/L-0.040mol/L}{60s}$=0.001mol/（L•s），速率之比等于化学方程式计量数之比，由方程式可知：v（NO₂）=2×v（N₂O₄）=2×0.001mol/（L•s）=0.002 mol•L^-1•s^-1，
故答案为：0.002 mol•L^-1•s^-1；
（2）平衡常数为生成物的浓度幂之积除以反应物的浓度幂之积，在N₂O₄?2NO₂中，在温度为373K时
               N₂O₄?2NO₂
起始量（mol/L） 0.1    0
变化量（mol/L） 0.06   0.12
平衡量（mol/L） 0.04   0.12
K=$\frac{0.122}{0.04}$=0.36，
由表中数据可知，323K时平衡常数K=0.022，所以温度升高，平衡常数增大，则说明升高温度，平衡向正反应方向移动，则正反应为吸热反应，
故答案为：吸热；正反应；

点评 本题考查化学平衡图象题目，题目难度中等，注意反应速率与化学计量数之比的关系，平衡常数的计算应用．