Question

4．在固定容積為1.00L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．回答下列問題：
（1）反應(yīng)的△H大于0（填“大于”“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0～60s時(shí)段，反應(yīng)速率v（N₂O₄）為0.0010mol•L^-1•s^-1．
反應(yīng)的平衡常數(shù)K₁=0.36．
（2）100℃時(shí)達(dá)到平衡后，改變反應(yīng)溫度為T，c（N₂O₄）降低，經(jīng)10s又達(dá)到平衡．
①T大于100℃（填“大于”“小于”），判斷理由是改變溫度后，N₂O₄的濃度降低，平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)，正反應(yīng)為吸熱反應(yīng)，故溫度升高．
②100℃時(shí)達(dá)到平衡后，向容器中再充入0.20mol NO₂氣體，新平衡建立后，NO₂的體積分?jǐn)?shù)
減小（填“增大”、“不變”或“減小”）
（3）溫度T時(shí)反應(yīng)達(dá)平衡后，將反應(yīng)容器的容積減少一半，平衡向逆反應(yīng)（填“正反應(yīng)”或“逆反應(yīng)”）方向移動(dòng)，判斷理由是正反應(yīng)是氣體分子數(shù)增大的反應(yīng)，增大壓強(qiáng)平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng)．

Answer 1

分析 （1）隨溫度升高，混合氣體的顏色變深，說(shuō)明升高溫度平衡正向移動(dòng)，則正反應(yīng)為吸熱反應(yīng)；根據(jù)v=$\frac{△c}{△t}$計(jì)算v（N₂O₄）；
由圖可知，平衡時(shí)c（NO₂）=0.120mol•L^-1、c（N₂O₄）=0.040mol•L^-1，代入平衡常數(shù)K=$\frac{{c}^{2}（N{O}_{2}）}{c（{N}_{2}{O}_{4}）}$計(jì)算；
（2）①改變溫度后，N₂O₄的濃度降低，平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)，由于正反應(yīng)吸熱反應(yīng)，升高溫度平衡正向移動(dòng)；
②100℃時(shí)達(dá)到平衡后，向容器中再充入0.20mol NO₂氣體，等效為在原平衡的基礎(chǔ)上增大壓強(qiáng)，平衡逆向移動(dòng)；
（3）溫度T時(shí)反應(yīng)達(dá)平衡后，將反應(yīng)容器的容積減少一半，壓強(qiáng)增大，增大壓強(qiáng)平衡向氣體分子數(shù)減小的方向移動(dòng)．

解答 解：（1）隨溫度的升高，混合氣體的顏色變深，說(shuō)明升高溫度平衡正向移動(dòng)，則正反應(yīng)為吸熱反應(yīng)，即△H＞0；
0～60s時(shí)段，N₂O₄濃度變化為：0.1mol/L-0.04mol/L=0.06mol/L，v（N₂O₄）=$\frac{0.06mol/L}{60s}$=0.0010mol•L^-1•s^-1；
由圖可知，平衡時(shí)c（NO₂）=0.120mol•L^-1、c（N₂O₄）=0.040mol•L^-1，故K=$\frac{0.1{2}^{2}}{0.04}$=0.36，
故答案為：大于；0.0010mol•L^-1•s^-1；0.36；
（2）①改變溫度后，N₂O₄的濃度降低，平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)，由于正反應(yīng)吸熱反應(yīng)，升高溫度平衡正向移動(dòng)，故T＞100℃，
故答案為：大于；改變溫度后，N₂O₄的濃度降低，平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)，正反應(yīng)為吸熱反應(yīng)，故溫度升高；
②100℃時(shí)達(dá)到平衡后，向容器中再充入0.20mol NO₂氣體，等效為在原平衡的基礎(chǔ)上增大壓強(qiáng)，平衡逆向移動(dòng)，新平衡建立后，NO₂的體積分?jǐn)?shù)減小，
故答案為：減��；
（3）溫度T時(shí)反應(yīng)達(dá)平衡后，將反應(yīng)容器的容積減少一半，壓強(qiáng)增大，正反應(yīng)是氣體分子數(shù)增大的反應(yīng)，增大壓強(qiáng)平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng)，
故答案為：逆反應(yīng)；正反應(yīng)是氣體分子數(shù)增大的反應(yīng)，增大壓強(qiáng)平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng)．

點(diǎn)評(píng) 本題考查化學(xué)平衡計(jì)算與影響因素、平衡常數(shù)、化學(xué)反應(yīng)速率的計(jì)算等，難度不大，有利于基礎(chǔ)知識(shí)的鞏固．