Question

【題目】在容積為1 L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�；卮鹣铝袉栴}：

(1)反應(yīng)的ΔH_____0(填“大于”或“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 0～60 s 時(shí)段， 反應(yīng)速率 v(N2O4)為_____mol·L－1·s－1；反應(yīng)的平衡轉(zhuǎn)化率為：_____； 反應(yīng)的平衡常數(shù)K1為_____。

(2)100℃時(shí)達(dá)平衡后，改變反應(yīng)溫度為 T，N2O4以0.002 0 mol·L-1·s-1的平均速率降低，經(jīng)10 s又達(dá)到平衡。

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

b：計(jì)算溫度T時(shí)反應(yīng)的平衡常數(shù)K2____________。

(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____________(填“正反應(yīng)”或“逆反應(yīng)”)方向移動(dòng)，判斷理由________________________。

Answer 1

【答案】大于 0.0010 60% 0.36 大于 溫度改變后，反應(yīng)正向移動(dòng)，由于正反應(yīng)為吸熱反應(yīng)，所以溫度改變是升高溫度 1.28 逆反應(yīng) 對(duì)于氣體分子數(shù)增大的反應(yīng)，增大壓強(qiáng)平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng)

【解析】

(1)升高溫度混合氣體顏色變深，說(shuō)明升高溫度，化學(xué)平衡正向移動(dòng)，利用溫度對(duì)化學(xué)平衡移動(dòng)的影響分析判斷反應(yīng)的熱效應(yīng)；在0～60 s時(shí)段，根據(jù)v=計(jì)算反應(yīng)速率；根據(jù)反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率=×100%計(jì)算N2O4的轉(zhuǎn)化率；根據(jù)化學(xué)平衡常數(shù)K1=計(jì)算平衡常數(shù)；

(2)根據(jù)溫度對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率的影響分析判斷；計(jì)算在反應(yīng)達(dá)到新的平衡后各種物質(zhì)的濃度，帶入平衡常數(shù)表達(dá)式計(jì)算出新平衡的化學(xué)平衡常數(shù)K2；

(3)溫度T時(shí)反應(yīng)達(dá)到平衡后，將反應(yīng)容器的容積減少一半，相當(dāng)于增大壓強(qiáng)，根據(jù)壓強(qiáng)對(duì)化學(xué)平衡移動(dòng)的影響分析判斷。

(1)升高溫度混合氣體顏色變深，說(shuō)明升高溫度，化學(xué)平衡正向移動(dòng)，根據(jù)平衡移動(dòng)原理：升高溫度，化學(xué)平衡向吸熱反應(yīng)方向移動(dòng)，則該反應(yīng)的正反應(yīng)為吸熱反應(yīng)，故△H>0；在0～60 s時(shí)段，反應(yīng)速率v(N2O4)==0.0010 mol/(L·s)；反應(yīng)中N2O4的平衡轉(zhuǎn)化率=×100%=60%；達(dá)到平衡時(shí)c(N2O4)=0.040 mol/L、c(NO2)=0.120 mol/L，化學(xué)平衡常數(shù)K1==0.36；

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

b.根據(jù)a知，改變的條件是升高溫度，化學(xué)平衡正向移動(dòng)，改變條件后10 s內(nèi)△c(N2O4)=0.002 0mol/（Ls）×10 s=0.020 mol/L，則再次達(dá)到平衡時(shí)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(shí)反應(yīng)的平衡常數(shù)K2= K1==1.28；

(3)在溫度T時(shí)，反應(yīng)達(dá)到平衡后，將反應(yīng)容器的容積減小一半，相當(dāng)于增大體系的壓強(qiáng)，由于該反應(yīng)的正反應(yīng)為氣體體積增大的反應(yīng)，所以增大壓強(qiáng)，化學(xué)平衡向氣體體積減小的方向移動(dòng)，即化學(xué)平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng)。