Question

在30℃時(shí)，將0.40mol的二氧化氮?dú)怏w充入2L抽空的密閉容器中，經(jīng)過(guò)10s達(dá)到平衡，濃度變化曲線如圖所示．
試回答：
（1）在30℃時(shí)，反應(yīng)2NO₂（g）?N₂O₄（g）的△H

 

0（填“＞”或“＜”），你做出這個(gè)判斷的理由是

 

．
（2）30℃時(shí)，反應(yīng)2NO₂（g）?N₂O₄（g）的平衡常數(shù)為

 

；則升高溫度后，平衡常數(shù)將

 

（填“增大”“減小”或“不變”）．
（3）若保持溫度不變，在第20s再向該密閉容器中充入0.32mol He，并把體積擴(kuò)大為4L，試通過(guò)計(jì)算，利用相關(guān)數(shù)據(jù)（不要計(jì)算過(guò)程，只要相關(guān)數(shù)據(jù)）確定平衡移動(dòng)的方向

 

．

Answer 1

考點(diǎn)：化學(xué)平衡的影響因素

專題：化學(xué)平衡專題

分析：（1）化學(xué)反應(yīng)能否自發(fā)進(jìn)行，取決于焓變和熵變的綜合判據(jù)，當(dāng)△G=△H-T?△S＜0時(shí)，反應(yīng)能自發(fā)進(jìn)行，當(dāng)△H＜0，△S＜0能否自發(fā)進(jìn)行，取決于反應(yīng)的溫度，低溫下能自發(fā)進(jìn)行；
（2）根據(jù)圖象中平衡時(shí)各物質(zhì)的濃度，結(jié)合平衡常數(shù)K=

c(N2O4)

c(NO2)2

求算；該反應(yīng)正方向?yàn)榉艧岱磻?yīng)，據(jù)此判斷溫度對(duì)K的影響；
（3）擴(kuò)大容器體積，則反應(yīng)物所占體系壓強(qiáng)減小，根據(jù)壓強(qiáng)對(duì)平衡的影響判斷．

解答： 解：（1）化學(xué)反應(yīng)能否自發(fā)進(jìn)行，取決于焓變和熵變的綜合判據(jù)，當(dāng)△G=△H-T?△S＜0時(shí)，反應(yīng)能自發(fā)進(jìn)行，
當(dāng)△H＜0，△S＜0能否自發(fā)進(jìn)行，取決于反應(yīng)的溫度，低溫下能自發(fā)進(jìn)行；該反應(yīng)為熵減反應(yīng)，
△S＜0，要使反應(yīng)在30℃下自發(fā)進(jìn)行，根據(jù)△G=△H-T?△S＜0，則△H＜0，
故答案為：＜；在30℃時(shí)，該反應(yīng)為氣體體積減小的熵減反應(yīng)，而此時(shí)反應(yīng)能自發(fā)進(jìn)行，故必為放熱反應(yīng)；
（2）根據(jù)圖象可知平衡時(shí)各物質(zhì)的濃度為c（NO₂）=0.10mol/L，c（N₂O₄）=0.05mol/L，則平衡常數(shù)K=

c(N2O4)

c(NO2)2

=

0.05

(0.1)2

=5；
已知該反應(yīng)正方向?yàn)榉艧岱磻?yīng)，升高溫度平衡逆向移動(dòng)，平衡常數(shù)減小，
故答案為：5；減小；
（3）因?yàn)镠e是惰性氣體，不參與反應(yīng)，擴(kuò)大體積后，c（NO₂）=0.050 mol?L^-1，
c（N₂O₄）=0.025 mol?L^-1，
Q=

c(N2O4)

c(NO2)2

=

0.0250

0.0502

=10＞K=5，所以，平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng)．
故答案為：Q=

c(N2O4)

c(NO2)2

=

0.0250

0.0502

=10＞K=5，平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng)．

點(diǎn)評(píng)：本題考查了反應(yīng)的自發(fā)性判斷、反應(yīng)速率和化學(xué)平衡的有關(guān)計(jì)算和圖象，平衡常數(shù)的應(yīng)用等，難度中等．計(jì)算任意時(shí)刻濃度商Q，與平衡常數(shù)比較判斷反應(yīng)進(jìn)行方向，這是平衡常數(shù)的主要應(yīng)用，要掌握．