一定条件下,在2L密闭容器内,反应2NO2(g)?N2O4(g)△H=-180kJ/mol,n(NO2)随时间变化如下表:时间(s) 0 1 2 3 4 5 n(NO2)(mol) 0.040 0.020 0.010 0.005 0.005 0.005 (1)用NO2表示0~2s内该反应的平均速度v=___.在第5s时,NO2的转化率为___.根据上表可以看出,随着反应进行,反应速率逐渐减小,其原因是___;(2)上述反应在第___s后达到平衡,能说明该反应已达到平衡状态的是___;a.单位时间内,消耗2molNO2的同时生成1mol的N2O4b.容器内压强保持不变c.v逆(NO2)=2v正(N2O4)d.容器内密度保持不变(3)在2s内,该反应___(“吸收”或“放出”)___热量. 化学
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【答案】 (1)用NO2表示0~2s内该反应的平均速度v=△nV△t=0.040-0.01022mol/(L.s)=0.0075mol/(L.s);第3s时该反应已经达到平衡状态,达到平衡状态时参加反应的n(NO2)=(0.040-0.005)mol=0.035mol,NO2的转化率=0.035mol0.040mol×100%=87.5%;反应速率与物质的量浓度成正比,随着反应的进行,二氧化氮的物质的量浓度减小,反应速率降低,故答案为:0.0075mol/(L.s);87.5%;随着反应的进行,二氧化氮的物质的量浓度减小;(2)第3s后二氧化氮物质的量不变,说明该反应达到平衡状态;a.单位时间内,无论反应是否达到平衡状态,都存在消耗2molNO2的同时生成1mol的N2O4,不能据此判断平衡状态,故错误;b.反应前后气体体积改变,所以当容器内压强保持不变,正逆反应速率相等,该反应达到平衡状态,故正确;c.当v逆(NO2)=2v正(N2O4)=v正(NO2),该反应达到平衡状态,故正确;d.无论反应是否达到平衡状态,容器内密度始终保持不变,不能据此判断平衡状态,故错误;故选bc;(3)该反应的正反应是放热反应,所以二氧化氮转化为四氧化二氮时放出热量,参加反应的二氧化氮0.030mol,放出的热量=0.030mol2mol×180kJ=2.7kJ,故答案为:2.7kJ.