Question

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

＜

0（填“＞”、“＜”或“=”）．
（2）當開始充入0.03mol的NO₂時，25℃時，實驗測得NO₂的平衡濃度為0.01mol?L^-1，則NO₂的平衡轉化率（α）是

66.7%

．25℃時上述反應的平衡常數K=

100L/mol

．
（3）25℃時，實驗測得該反應的活化能E_a=92.4kJ?mol^-1．下列能量關系圖合理的是

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的轉化率

減小

（填“增大”、“不變”或“減小”）．

Answer 1

分析：（1）依據反應是氣體體積減小的反應判斷熵變；
（2）依據化學平衡的三段式列式計算平衡濃度，結合平衡常數、反應物轉化率概念計算得到；
（3）依據反應是放熱反應，二氧化氮能量高于四氧化二氮分析，結合圖象分析活化能數值大于反應焓變判斷；
（4）反應是放熱反應，根據影響化學平衡的因素判斷移動方向，結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，依據反應分析可知反應后氣體體積減小，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發生如下反應：2NO₂（g）?N₂O₄（g）△H=-57kJ?mol^-1，當開始充入0.03mol的NO₂時，25℃時，實驗測得NO₂的平衡濃度為0.01mol?L^-1，依據化學平衡三段式列式計算：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的平衡轉化率（α）=

0.02mol/L

0.03mol/L

×100%=66.7%，
平衡常數K=

[N2O4]

[NO2]2

=

0.01mol/L

(0.01mol/L)2

=100L/mol；
故答案為：66.7%；100L/mol；
（3）依據反應是放熱反應，二氧化氮能量高于四氧化二氮分析，結合圖象分析活化能數值大于反應焓變判斷，B符合；AC中二氧化氮能量低于四氧化二氮，錯誤；D選項活化能數值小于反應焓變，錯誤；故答案為：B；
（4）2NO₂（g）?N₂O₄（g）△H=-57kJ?mol^-1，反應是放熱反應，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，平衡逆向進行，氣體顏色加深，NO₂的轉化率減��；故答案為：加深；減�。�

點評：本題考查了反應焓變和熵變判斷，化學平衡的三段式計算應用，反應為轉化率、反應平衡常數概念的計算應用，平衡影響因素的分析判斷，題目難度中等．