Question

8分）一定溫度下，在容積為1L的密閉容器內(nèi)放入2mol N₂O₄和8 mol NO₂，發(fā)生如下反應(yīng)：2NO₂（紅棕色） N₂O₄（無色）（△H<0），反應(yīng)中NO₂、N₂O₄的物質(zhì)的量隨反應(yīng)時間變化的曲線如下圖，按下列要求作答：
（1）在該溫度下，反應(yīng)的化學(xué)平衡常數(shù)表達式為：                                 
（2）若t₁＝10s，t₂＝20s，計算從t₁至t₂時以N₂O₄表示的反應(yīng)速率：　　　　　　　  mol·L^-1·s^-1　　
（3）圖中t₁、t₂、t₃哪一個時刻表示反應(yīng)已經(jīng)達到平衡？答：　　　　　　　　
（4）t₁時，正反應(yīng)速率　    　（填“＞”、“＜”或“＝”）逆反應(yīng)速率
（5）維持容器的溫度不變，若縮小容器的體積，則平衡向                    移動
（填“正反應(yīng)方向”、“逆反應(yīng)方向”或“不移動”）
（6）維持容器的體積不變，升高溫度，達到新平衡時體系的顏色　        　     
（填“變深”、“變淺”或“不變”）

Answer 1

（1）（2分）（2）0.1（2分）（3）t₃   （1分）
（4）＞ （1分）（5）正反應(yīng)應(yīng)方向（1分）（6）變深 （1分）

（1）平衡常數(shù)是指在一定條件下的可逆反應(yīng)中，當(dāng)反應(yīng)達到平衡狀態(tài)時，生成物濃度的冪之積和反應(yīng)物濃度的冪之積的比值，所以該反應(yīng)的平衡常數(shù)表達式為。
（2）從t₁至t₂時N₂O₄的物質(zhì)的量增加了4mol－3mol＝1mol，所以反應(yīng)速率是1mol÷1L÷10s＝0.1mol/(L·s)。
（3）根據(jù)圖像可知，t3時刻物質(zhì)的物質(zhì)的量不再發(fā)生變化，所以此時反應(yīng)達到平衡狀態(tài)。
（4）t1時NO₂的物質(zhì)的量逐漸減小，說明反應(yīng)是向正反應(yīng)方向進行的，即正反應(yīng)速率大于逆反應(yīng)速率。
（5）反應(yīng)前后是體積減小的，所以縮小容積，壓強增大，平衡向正反應(yīng)方向移動，
（6）正反應(yīng)是放熱反應(yīng)，所以升高溫度，平衡向逆反應(yīng)方向移動，NO₂的濃度增大，顏色變深。