(13 分)在容积为 1.00L 的容器中,通入一定量的…——2014 高考化学第 8 题答案解析

2014_新课标II卷

2014 全国 第 8 题 解答题 区分题
2014_新课标II卷

8.(13 分)在容积为 1.00L 的容器中,通入一定量的 $\mathrm { N } _ { 2 } \mathrm { O } _ { 4 }$ ,发生反应 ${ \mathrm { N } } _ { 2 } { \mathrm { O } } _ { 4 }$ (g) $ 2 \mathrm { N O } _ { 2 } ( \mathbf { g } )$ ,随温度的升高,混合气体的颜色变深。

回答下列问题:

(1)反应的△H 大于 0(填“大于”或“小于”); $1 0 0 \mathrm { { } ^ { \circ } C }$ 时,体系中各物质浓度随时间变化如图所示。在 0~60s 时段,反应速率 $\begin{array} { r l } { \mathbf { v } } & { { } ( \mathbf { \nabla } \ N _ { 2 } \mathbf { O } _ { 4 } ) } \end{array}$ 为 0.001$\mathrm { m o l } { \cdot } \mathrm { L } ^ { - 1 } { \bullet } _ { \mathbf { S } } { \cdot } 1$ ;反应的平衡常数 $\mathrm { K } _ { 1 }$ 为 0.36mol/L 。

(2) $1 0 0 \mathrm { { } ^ { \circ } C } |$ 时达平衡后,改变反应温度为 T, $\mathrm { ~ c ~ } \left( \mathrm { N } _ { 2 } \mathrm { O } _ { 4 } \right)$ 以 $0 . 0 0 2 0 \mathrm { m o l } { \cdot } \mathrm { L } ^ { - 1 } { \bullet } _ { \mathbf { S } } ^ { - 1 }$ 的平均速率降低,经10s又达到平衡。

①T 大于 $1 0 0 \mathrm { { } ^ { \circ } C }$ (填“大于”或“小于”),判断理由是 正反应方向吸热,反应向吸热方向移动,故温度升高 。

②列式计算温度T时反应的平衡常数K<sub>2</sub> 1.28mol/L 。

(3)温度 T 时反应达平衡后,将反应容器的容积减少一半,平衡向 逆反应(填“正反应”或“逆反应”)方向移动,判断理由是 对气体体积增大的反应,增大压强平衡向逆反应方向移动 。

参考答案

大 于 、$0 . 0 0 1 \mathrm { m o l } { \cdot } \mathrm { L } ^ { - 1 } { \bullet } _ { \mathbf { S } } ^ { - 1 } \mathbf { , } \ 0 . 3 6 \mathrm { m o l } / \mathrm { L }$

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【考点】C8:化学平衡常数的含义;CB:化学平衡的影响因素;CK:物质的量或浓度随时间的变化曲线

【专题】51E:化学平衡专题

【分析】(1)随温度的升高,混合气体的颜色变深,化学平衡向正反应方向移动,据此判断;反应速率利用公式 $\mathrm { v } { = } \frac { \triangle _ { \mathsf { c } } } { \triangle _ { \mathsf { t } } }$ 计算得到;化学平衡常数利用化学平衡常数表达式计算;

> ② $\textcircled{1} \mathrm { N } _ { 2 } \mathrm { O } _ { 4 }$ 的浓度降低,平衡向正反应方向移动,由于正反应方向吸热,T>$1 0 0 \mathrm { { } ^ { \circ } C } .$

②计算 $\mathrm { T } ^ { \circ } \mathrm { C } |$ 时两种物质的浓度,计算得到化学平衡常数;

(3)反应容器的容积减少一半,压强增大,根据反应前后气体体积大小判断化学平衡移动方向。

【解答】解:(1)随温度的升高,混合气体的颜色变深,化学平衡向正反应方向 移 动 , 即 $\triangle \mathrm { ~ H ~ } > 0 \ ; \quad 0 \sim \mathrm { 6 0 s }$ 时 段 , $\mathrm { N } _ { 2 } \mathrm { O } _ { 4 }$ 浓 度 变 化 为 :$0 . 1 \mathrm { m o l / L } \mathrm { ~ - ~ } 0 . 0 4 \mathrm { m o l / L } { = } 0 . 0 6 \mathrm { m o l / L }$ $\textbf { v } \left( \mathbf { N } _ { 2 } \mathbf { O } _ { 4 } \right) \ = \frac { 0 . \ 0 6 \mathrm { m o l / L } } { 6 0 \mathbf { s } } { = } 0 . 0 0 1 \mathrm { m o l } { \cdot } \mathbf { L } ^ { \mathbf { \lambda } - 1 } \mathbf { \bullet } \mathbf { s } ^ { \ - 1 }$ $\mathrm { K } \mathrm { = } \frac { \mathsf { c } ^ { 2 } ( \mathbb { N } \mathsf { 0 } _ { 2 } ) } { \mathsf { c } ( \mathbb { N } _ { 2 } \mathsf { 0 } _ { 4 } ) } \mathrm { = } \frac { ( 0 . 1 2 \mathrm { m o l / L } ) ^ { 2 } } { 0 . \mathsf { 0 } 4 \mathrm { m o l / L } } \mathrm { = } 0 . 3 6 \mathrm { m o l / L }$ , 故 答 案 为 : 大 于 、$0 . 0 0 1 \mathrm { m o l } { \cdot } \mathrm { L } ^ { - 1 } { \bullet } _ { \mathbf { S } } ^ { - 1 } \mathbf { , } \ 0 . 3 6 \mathrm { m o l } / \mathrm { L }$ ;

> ② $\textcircled{1} \mathrm { N } _ { 2 } \mathrm { O } _ { 4 }$ 的浓度降低,平衡向正反应方向移动,由于正反应方向吸热,T>$1 0 0 \mathrm { { } ^ { \circ } C }$ ,故答案为:大于、正反应方向吸热,反应向吸热方向移动,故温度升

高;

②平衡时, $\mathbf { c } ~ \left( \mathrm { N O _ { 2 } } \right) { } = 0 . 1 2 0 \mathrm { m o l } \mathbf { * } { } { } ^ { - 1 } + 0 . 0 0 2 \mathrm { m o l } \mathbf { * } { } { } \mathbf { L } ^ { - 1 } \mathbf { * } { } _ { \mathbf { S } } { } ^ { - 1 } \times 1 0 \mathbf { s } \times 2 { } { } = 0 . 1 6 \mathrm { m o l } \mathbf { * } { } { } ^ { - 1 }$ $\begin{array} { r l r } { ( { \mathrm { ~ \cal ~ N ~ } } _ { 2 } { \mathrm { ~ \scriptstyle ~ \partial ~ } } _ { 4 } { \mathrm { ~ \scriptstyle ~ \Gamma ~ } } ) } & { { } = 0 . 0 4 \mathrm { m o l } \bullet { \mathrm { ~ \cal ~ L ~ } } ^ { - 1 } - 0 . 0 0 2 \mathrm { m o l } \bullet { \mathrm { ~ \cal ~ L ~ } } ^ { - 1 } \bullet { \mathrm { ~ \scriptstyle ~ \Gamma ~ } } \times } & { 1 0 \mathrm { s } = 0 . 0 2 0 \mathrm { m o l } \bullet { \mathrm { ~ \cal ~ L ~ } } ^ { - 1 } { \mathrm { ~ \scriptstyle ~ \Gamma ~ } } , \quad \mathrm { ~ \cal ~ K } _ { 2 } = 0 . 0 2 \mathrm { m o l } \bullet { \mathrm { ~ \scriptstyle ~ \Gamma ~ } } \bullet { \mathrm { ~ \scriptstyle ~ \Gamma ~ } } \times { \mathrm { ~ \scriptstyle ~ \Gamma ~ } } \times { \mathrm { ~ \scriptstyle ~ \Gamma ~ } } \times } \end{array}$ $\frac { ( 0 . 1 6 { \bmod { \bullet } } \mathrm { L } ^ { - 1 } ) ^ { 2 } } { 0 . 0 2 0 { \bmod { \bullet } } \mathrm { L } ^ { - 1 } } { } = 1 . 2 8 { \bmod { / } } \mathrm { L }$

故答案为:1.28mol/L;

(3)反应容器的容积减少一半,压强增大,正反应方向气体体积增大,增大压强向着气体体积减小的方向移动,故答案为:逆反应、对气体体积增大的反应,增大压强平衡向逆反应方向移动。

【点评】本题考查化学平衡图象、影响平衡的因素、平衡常数影响因素、化学反应速率的计算等,难度不大。

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