Question

某校化學(xué)實(shí)驗(yàn)小組同學(xué)進(jìn)行有關(guān)NO₂氣體的系列實(shí)驗(yàn)。

（1）如上圖所示，燒瓶中放有少量銅片，打開分液漏斗的旋塞，加入過(guò)量濃硝酸，燒瓶中產(chǎn)生氣體的顏色是       ，試管中收集的氣體顏色是     ，用化學(xué)方程式表示其原因                          ；
（2）將燒瓶浸入冰水中，燒瓶?jī)?nèi)氣體顏色     （填“變深”、“不變”或“變淺”），使用化學(xué)用語(yǔ)和必要的文字說(shuō)明顏色變化的原因                                 ；
（3）在80℃時(shí)，將0.40 mol N₂O₄氣體充入2 L已經(jīng)抽空的固定容積的密閉容器中發(fā)生反應(yīng)，隔一段時(shí)間對(duì)該容器內(nèi)的物質(zhì)進(jìn)行分析，得到如下數(shù)據(jù)：

時(shí)間（s）	0	20	40	60	80	100
n(N2O4)/mol	0.40	a	0.20	c	d	e
n(NO2)/mol	0.00	0.24	b	0.52	0.60	0.60

①計(jì)算a =       ，此溫度時(shí)該反應(yīng)的平衡常數(shù)K=        ；
②平衡后，向該容器中再充入0.2molN₂O₄氣體，則N₂O₄的轉(zhuǎn)化率        （填增大、減小或不變）
③改變條件使反應(yīng)重新達(dá)到平衡，能使c(NO₂)/c(N₂O₄)值變小的措施有（填序號(hào)）     。
A．增大N₂O₄的起始濃度           B．升高溫度
C．使用高效催化劑                D．向混合氣體中通入稀有氣體

Answer 1

（11分）
（1）紅棕色（ 1分）無(wú)色（ 1分）
Cu + 4HNO₃ (濃)===Cu(NO₃)₂ + 2NO₂↑+ 2H₂O （ 1分）
3NO₂ + H₂O===2HNO₃ + NO （ 1分）
（2）變淺（1分），  2NO₂N₂O₄ ΔH<0 ，溫度降低，平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)，c(NO₂)濃度降低（2分）
（3）①  a="0.28" （1分），    1.8 （1分），     ②減小（1分） ③ A （1分）

（1）燒瓶?jī)?nèi)發(fā)生的反應(yīng)為：Cu + 4HNO₃ (濃)===Cu(NO₃)₂ + 2NO₂↑+ 2H₂O，得到紅棕色的氣體NO₂；
用排水法收集時(shí)發(fā)生反應(yīng)：3NO₂ + H₂O===2HNO₃ + NO，故在試管中收集到的氣體為無(wú)色的NO
（2）由于存在可逆反應(yīng)：2NO₂N₂O₄ ΔH<0，故將燒瓶浸入冰水中，相當(dāng)于降溫，平衡正向移動(dòng)，c(NO₂)濃度降低，混合氣體的顏色變淺；
（3）反應(yīng)：N₂O₄2NO₂
初n：      0.4       0
20s：       0.28      0.24
80s：       0.1       0.6
①可見a=0.28，在80s時(shí)反應(yīng)達(dá)到平衡，K=
②平衡后，向該容器中再充入N₂O₄氣體，相當(dāng)于加壓，平衡N₂O₄2NO₂左移，則N₂O₄的轉(zhuǎn)化率減小
③A．增大N₂O₄的起始濃度，相當(dāng)于加壓，平衡左移，c(NO₂)/c(N₂O₄)值變小，符合題意
B．升高溫度，平衡正向移動(dòng)，排除
C．使用高效催化劑，不會(huì)影響平衡移動(dòng)，排除
D．向混合氣體中通入稀有氣體，各物質(zhì)濃度不變，平衡不移動(dòng)，排除
選A