Question

【題目】在容積為1.00L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△H______0（填“大于”“小于”）；100℃時，體系中各物質濃度隨時間變化如上圖所示。在0~60s時段，反應速率v(N2O4)為___________molL-1s-1反應的平衡常數K1為___________。

（2）100℃時達到平衡后，改變反應溫度為T，c(N2O4)以0.0020 molL-1s-1的平均速率降低，經10s又達到平衡。

①T_______100℃（填“大于”“小于”），判斷理由是_____。

②列式計算溫度T是反應的平衡常數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，判斷理由是___________。

Answer 1

【答案】大于 0.001 0.36 mol·L—1 大于 反應正方向吸熱，反應向吸熱方向進行，故溫度升高 平衡時，c（NO2）=0.120 mol·L—1+0.002 mol·L—1·s—1×10s×2=0.160mol·L—1

c（N2O4）=0.040 mol·L—1—0.002 mol·L—1·s—1×10s=0.02 mol·L—1

K2=0.160mol·L—1）2/0.020mol·L—1=1.3mol·L—1 逆反應 對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）根據題意知，隨溫度升高，混合氣體的顏色變深，二氧化氮的濃度增大，說明平衡向正反應方向移動；當其他條件不變時，升高溫度，平衡向吸熱反應方向移動，說明正反應為吸熱反應，故△H大于0。根據題給圖像知，0-60s時段，N2O4的物質的量濃度變化為0.060 mol·L-1，根據公式v=△c/△t計算，v (N2O4)= 0.060 mol·L-1/60s=0.001 mol·L-1·s-1；分析題給圖像知，二氧化氮的平衡濃度為0.120 mol·L-1，四氧化二氮的平衡濃度為0.040 mol·L-1，K1= [NO2]2/[N2O4]=0.36 mol·L-1；

（2）①根據題意知，改變反應溫度為T后，c(N2O4)以0.0020 molL-1s-1的平均速率降低，即平衡向正反應方向移動，又反應正方向吸熱，反應向吸熱方向進行，故為溫度升高，T大于1000C，答案為：大于；反應正方向吸熱，反應向吸熱方向進行，故溫度升高；

②根據題意知，平衡時，c（NO2）=0.120 mol·L-1+0.002 mol·L-1·s-1×10s×2=0.160mol·L-1，c（N2O4）=0.040 mol·L-1-0.002 mol·L-1·s-1×10s=0.02 mol·L-1，K2=（0.160mol·L-1）2/0.020mol·L-1=1.3mol·L-1；

（3）溫度為T時，反應達平衡，將反應容器的體積減小一半，即增大壓強，當其他條件不變時，增大壓強，平衡向氣體物質平衡向氣體物質系數減小的方向移動，即向逆反應方向移動，答案為：逆反應 對氣體分子數增大的反應，增大壓強平衡向逆反應方向移動。