Question

【題目】在容積為1 L的容器中，通入一定量的N2O4，發生反應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)反應的ΔH_____0(填“大于”或“小于”)；100 ℃時，體系中各物質濃度隨時間變化如圖所示。在 0～60 s 時段， 反應速率 v(N2O4)為_____mol·L－1·s－1；反應的平衡轉化率為：_____； 反應的平衡常數K1為_____。

(2)100℃時達平衡后，改變反應溫度為 T，N2O4以0.002 0 mol·L-1·s-1的平均速率降低，經10 s又達到平衡。

a：T____________100℃(填“大于”或“小于”)，判斷理由是__________。

b：計算溫度T時反應的平衡常數K2____________。

(3)溫度T時反應達平衡后，將反應容器的容積減少一半。平衡向____________(填“正反應”或“逆反應”)方向移動，判斷理由________________________。

Answer 1

【答案】大于 0.0010 60% 0.36 大于 溫度改變后，反應正向移動，由于正反應為吸熱反應，所以溫度改變是升高溫度 1.28 逆反應 對于氣體分子數增大的反應，增大壓強平衡向逆反應方向移動

【解析】

(1)升高溫度混合氣體顏色變深，說明升高溫度，化學平衡正向移動，利用溫度對化學平衡移動的影響分析判斷反應的熱效應；在0～60 s時段，根據v=計算反應速率；根據反應物的轉化率=×100%計算N2O4的轉化率；根據化學平衡常數K1=計算平衡常數；

(2)根據溫度對化學反應速率的影響分析判斷；計算在反應達到新的平衡后各種物質的濃度，帶入平衡常數表達式計算出新平衡的化學平衡常數K2；

(3)溫度T時反應達到平衡后，將反應容器的容積減少一半，相當于增大壓強，根據壓強對化學平衡移動的影響分析判斷。

(1)升高溫度混合氣體顏色變深，說明升高溫度，化學平衡正向移動，根據平衡移動原理：升高溫度，化學平衡向吸熱反應方向移動，則該反應的正反應為吸熱反應，故△H>0；在0～60 s時段，反應速率v(N2O4)==0.0010 mol/(L·s)；反應中N2O4的平衡轉化率=×100%=60%；達到平衡時c(N2O4)=0.040 mol/L、c(NO2)=0.120 mol/L，化學平衡常數K1==0.36；

(2)a.在0～60 s時段，反應速率v(N2O4)= 0.001 mol/(L·s)<0.0020 mol/(L·s)，可見改變溫度后化學反應速率加快，說明改變的溫度是升高溫度，則T>100℃；

b.根據a知，改變的條件是升高溫度，化學平衡正向移動，改變條件后10 s內△c(N2O4)=0.002 0mol/（Ls）×10 s=0.020 mol/L，則再次達到平衡時c(N2O4)=(0.040-0.020)mol/L=0.020 mol/L，c(NO2)=(0.120+0.020×2)mol/L=0.160 mol/L，所以在溫度T時反應的平衡常數K2= K1==1.28；

(3)在溫度T時，反應達到平衡后，將反應容器的容積減小一半，相當于增大體系的壓強，由于該反應的正反應為氣體體積增大的反應，所以增大壓強，化學平衡向氣體體積減小的方向移動，即化學平衡向逆反應方向移動。