Question

（14分）I.A是由導熱材料制成的密閉容器,B是一耐化學腐蝕且易于傳熱的氣球.關閉K₂,將等量且少量的NO₂通過K₁、K₃分別充入A、B中，反應開始時，A、B的體積相同。已知：2NO₂（g）N₂O₄（g）△H＜0。

（1）一段時間后，反應達到平衡，此時A、B中生成的N₂O₄的速率是V（A）  V（B）（填“＜”、“＞”或“=”）；若打開活塞K₂，氣球B將    （填“變大”、“變小”或“不變”，下同）。
（2）若在A、B中再充入與初始量相等的NO₂，則達到平衡時，NO₂的轉化率α（A）將     。
若通入等量的Ne氣，則達到平衡時，A中NO₂的轉化率將      ，B中NO₂的轉化率將      
（3）室溫時，若A、B都保持體積不變，將A套上一個絕熱層，B與外界可以進行熱傳遞，則達到平衡時，      中的顏色較深。
（4）若在容器A中充入4.6g的NO₂，達到平衡后容器內混合氣體的壓強為原來的80%，試求出平衡時NO₂的轉化率               。
II.已知可逆反應：M(g)＋N(g)P(g)＋Q(g)；△H＞0，請回答下列問題：①若要增大M的轉化率，在其它條件不變的情況下可以采取的措施為            
A、加入一定量M    B、加入一定量N          C、反應溫度升高
D、縮小容器體積    E、加入某物質作催化劑   F、分離出一定量P
②在某溫度下，反應物的起始濃度分別為：c(M)=" 1" mol·L^－1，c(N)="2.4" mol·L^－1，達到平衡后，M的轉化率為60％，此時N的轉化率為           。
③若反應溫度不變，反應物的起始濃度分別為：c(M)=" 4" mol·L^－1，c(N)=amol·L^－1；達到平
衡后，c(P)="2" mol·L^－1，a=         mol·L^－1。

Answer 1

（1）< ，  變小   （2）增大，不變， 變小  （3）A （每空各1分）
（4）40%（2分）   II①BCF。  ②25％。  ③ 6

I.（1）A保持恒溫恒容，B保持恒溫恒壓。因為這是一個體積減小的放熱的可逆反應，所以在反應過程中，B中的壓強大于A中的壓強，因此B中反應速率快。若打開活塞K₂，則A和B會混合，由于B中壓強小于A中壓強，所以氣球的體積將變小。
（2）A中容器容積不變，所以再增加NO₂濃度，相當于增大壓強，平衡向正反應方向移動，轉化率增大。若通入等量的Ne氣，則A中濃度不變，所以平衡不移動，轉化率不變。而B中容積必須增大，所以平衡向逆反應方向移動，轉化率減小。
（3）因為是放熱反應，所以溫度高不利于平衡向正反應方向進行，由于A中溫度高，所以NO₂的濃度大，顏色深。
（4）4.6gNO₂是0.1mol，設轉化率是x，則生成N₂O₄是0.05xmol，剩余NO₂是0.1×（1－x）mol。所以有0.05xmol＋0.1×（1－x）mol＝0.1mol×0.8，解得x＝0.4。
II. ①因為反應是體積不變的，吸熱的可逆反應，所以要增大M的轉化率可采取的措施為BCF。
其中A是降低，DE不變。
②M的轉化率為60％，則消耗M是0.6mol，則消耗N也是0.6mol，所以N的轉化率是0.6÷2.4
＝0.25。
③平衡時，c(P)="2" mol·L^－1，則消耗Q的濃度也是="2" mol·L^－1，消耗M和N的濃度也是="2" mol·L
^－1，所以平衡時M的濃度是2mol/L，N的濃度設是（a－2）mol/L。由于溫度相同，所以平衡常
數不變，根據②可得出平衡常數，進而可以得出a值。