Question

18．已知2NO₂（g）═N₂O₄（g）△H（298K）=-52.7kJ•mol-1，某課外活動小組為了探究溫度和壓強對化學平衡的影響，做了如下兩組實驗：
Ⅰ．該小組的同學取了兩個燒瓶A和B，分別加入相同濃度的NO₂與N₂O₄的混合氣體，中間用夾子夾緊，并將A和B浸入到已盛有水的兩個燒杯中（如圖所示），然后分別向兩個燒杯中加入濃硫酸和NH₄NO₃固體．
請回答：
（1）由此可知，降低溫度，該化學平衡向正（填“正”或“逆”）反應方向移動；
（2）該化學反應的濃度平衡常數(shù)表達式為$\frac{[{N}_{2}{O}_{4}]}{[NO]^{2}[{O}_{2}]}$，升高溫度，該反應中NO₂的轉(zhuǎn)化率將減�。ㄌ睢霸龃蟆�、“減小”或“不變”）．
Ⅱ．在三支容積均為30cm³針筒中分別抽入10cm³NO₂氣體，將針筒前端封閉．
（1）將第二支針筒活塞迅速推至5cm³處，此時氣體的顏色變深，一段時間后氣體顏色又變淺了，但仍比第一支針筒氣體的顏色深．
①推進針筒后顏色變深的原因是氣體的體積減小，NO₂濃度增大，氣體的顏色加深，增大壓強，減小氣體的體積，平衡向正反應方向移動；
②由此實驗得出的結論是增大壓強，化學平衡向著氣體的系數(shù)和減小的方向進行．
（2）將第三支針筒活塞拉至20cm³處，該同學觀察到的現(xiàn)象是先變淺后變深；在此過程中，該反應的化學平衡常數(shù)將不變 （填“增大”、“減小”或“不變”，下同），NO₂的轉(zhuǎn)化率將減�。�

Answer 1

分析 Ⅰ、（1）根據(jù)氣體顏色的變化確定移動方向；
（2）平衡常數(shù)等于各個生成物平衡濃度系數(shù)次冪之積和各個反應物平衡濃度系數(shù)次冪之積的比值；根據(jù)平衡移動方向判斷二氧化氮的轉(zhuǎn)化率的變化；
Ⅱ、（1）減小體積，二氧化氮的濃度增大，則氣體顏色加深，同時增大氣體壓強，根據(jù)勒夏特列原理分析解答；
（2）體積變大，二氧化氮的濃度降低，顏色變淺；體積變大，壓強減小，平衡向著氣體體積增大的方向移動，顏色變深；平衡常數(shù)只受溫度的影響，和濃度無關，根據(jù)平衡確定轉(zhuǎn)化率的變化．

解答 解：Ⅰ、（1）溫度降低，平衡向著放熱方向進行，即向著正反應方向進行，故答案為：正；
（2）該化學反應的濃度平衡常數(shù)表達式為K=$\frac{[{N}_{2}{O}_{4}]}{[NO]^{2}[{O}_{2}]}$，升高溫度，平衡逆向進行，該反應中NO₂的轉(zhuǎn)化率將減小，故答案為：K=$\frac{[{N}_{2}{O}_{4}]}{[NO]^{2}[{O}_{2}]}$；減��；
Ⅱ、（1）①將第二支針筒活塞迅速推至5cm³處，此時體積減小，二氧化氮濃度增加，所以氣體的顏色變深，但是壓縮體積，增大壓強，平衡正向移動，導致二氧化氮濃度有減小的趨勢，所以一段時間后氣體顏色又變淺了，但平衡移動引起的濃度變化不如體積減小引起的濃度變化大，所以最終顏色仍比第一支針筒氣體的顏色深，故答案為：氣體的體積減小，NO₂濃度增大，氣體的顏色加深，增大壓強，減小氣體的體積，平衡向正反應方向移動；
②據(jù)此得到的結論是：增大壓強，化學平衡向著氣體的系數(shù)和減小的方向進行，故答案為：增大壓強，化學平衡向著氣體的系數(shù)和減小的方向進行；
（2將第二支針筒活塞迅速推至20³處，此時體積增加，二氧化氮濃度減小，所以氣體的顏色變淺，但是體積增加，減小壓強，平衡逆向移動，導致二氧化氮濃度有增加的趨勢，所以一段時間后氣體顏色又變深了，但平衡移動引起的濃度變化不如體積增加引起的濃度變化大，所以最終顏色仍比第一支針筒氣體的顏色淺；減小壓強，反應逆向移動，所以二氧化氮的轉(zhuǎn)化率降低，故答案為：先變淺后變深；不變；減�。�

點評 本題考查了溫度、壓強對化學平衡的影響，難度不大，根據(jù)勒夏特里原理來分析解答即可．