Question

【題目】在容積為1.00 L的容器中，通入一定量的N2O4，發(fā)生反應(yīng)N2O4(g)2NO2(g)，隨溫度升高，混合氣體的顏色變深�；卮鹣铝袉栴}：

（1）反應(yīng)的ΔH________0(填“大于”或“小于”)；100 ℃時(shí)，體系中各物質(zhì)濃度隨時(shí)間變化如圖所示。在0～60 s時(shí)段，反應(yīng)速率v(N2O4)為____________mol·L－1·s－1；反應(yīng)的平衡常數(shù)K1為________。

（2）100 ℃時(shí)達(dá)平衡后，改變反應(yīng)溫度為T，c(N2O4)以0.0020 mol·L－1·s－1的平均速率降低，經(jīng)10 s又達(dá)到平衡。

①T________100 ℃(填“大于”或“小于”)，判斷理由是______________。

②列式計(jì)算溫度T時(shí)反應(yīng)的平衡常數(shù)K2________________________。

（3）溫度T時(shí)反應(yīng)達(dá)第一次平衡后，將反應(yīng)容器的容積減少一半，平衡向________(填“正反應(yīng)”或“逆反應(yīng)”)方向移動(dòng)，達(dá)到新的平衡后與第一次平衡相對(duì)比：顏色____________（填“變深”或“變淺”或“不變”），c(NO2)/c(N2O4)的值_______ (填“增大”、“減小”或“不變”)

Answer 1

【答案】大于 0.0010 0.36 mol·L－1 大于 反應(yīng)正方向吸熱，反應(yīng)向吸熱方向進(jìn)行，故溫度升高 平衡時(shí)，c(NO2)＝0.120 mol·L－1＋0.0020 mol·L－1·s－1×10 s×2＝0.16 mol·L－1，c(N2O4)＝0.040 mol·L－1－0.0020 mol·L－1·s－1×10 s＝0.020 mol·L－1，K2＝1.3 mol·L－1 逆反應(yīng) 變深 減小

【解析】

（1）隨溫度的升高，混合氣體的顏色變深，化學(xué)平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)，即△H＞0；根據(jù)0～60s時(shí)段，N2O4濃度變化情況可以求出v(N2O4)；根據(jù)圖像中的數(shù)據(jù)，可以求出平衡常數(shù)K；

（2）①N2O4(g)2NO2(g)，△H＞0，升溫，平衡右移，c(N2O4) 降低；根據(jù)c=v(N2O4)×t，可以求出N2O4氣體、NO2氣體變化的濃度，然后根據(jù)第二次反應(yīng)達(dá)平衡時(shí)，求出總c(NO2)、c(N2O4)，進(jìn)而求出K2；

（3）反應(yīng)容器的容積減少一半，壓強(qiáng)增大，平衡向著氣體體積減小的方向移動(dòng)，判斷c(NO2)/c(N2O4)的值變化情況；體積減小造成氣體的濃度增大是主要因素，所以混合氣體的顏色加深。

（1）隨溫度的升高，混合氣體的顏色變深，化學(xué)平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)，即△H＞0；在0～60 s時(shí)段，N2O4濃度變化為0.1-0.04=0.06mol/L，反應(yīng)速率v(N2O4)為=0.06/60=0.0010 mol·L－1·s－1；根據(jù)圖像中的數(shù)據(jù)可知，反應(yīng)的平衡常數(shù)K=c2(NO2)/c(N2O4)=0.122/0.04=0.36 mol·L－1；

綜上所述，本題答案是：大于，0.0010，0.36 mol·L－1。

（2）①c(N2O4) 降低，平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)，因?yàn)檎�反�?yīng)方向吸熱，T大于100 ℃；

綜上所述，本題答案是：大于；反應(yīng)正方向吸熱，反應(yīng)向吸熱方向進(jìn)行，故溫度升高。

②反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí)，c(NO2)＝0.120 mol·L－1＋0.0020 mol·L－1·s－1×10 s×2＝0.16 mol·L－1，c(N2O4)＝0.040 mol·L－1－0.0020 mol·L－1·s－1×10 s＝0.020 mol·L－1，K2＝c2(NO2)/c(N2O4)=0.162/0.02≈1.3 mol·L－1 ；

綜上所述，本題答案是：平衡時(shí)，c(NO2)＝0.120 mol·L－1＋0.0020 mol·L－1·s－1×10 s×2＝0.16 mol·L－1，c(N2O4)＝0.040 mol·L－1－0.0020 mol·L－1·s－1×10 s＝0.020 mol·L－1，K2＝1.3 mol·L－1 。

（3）反應(yīng)容器的容積減少一半，壓強(qiáng)增大，正反應(yīng)方向氣體體積增大，增大壓強(qiáng)向著氣體體積減小的方向移動(dòng)，即平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng)；由于氣體體積減小，造成氣體的濃度增大的影響比平衡左移造成NO2(g)濃度減小的影響要大，所以達(dá)到新的平衡后與第一次平衡相對(duì)比顏色變深；由于平衡左移，c(NO2)減小，c(N2O4)增大，所以c(NO2)/c(N2O4)的值減小；

綜上所述，本題答案是：逆反應(yīng)， 變深，減小。