Question

在容積為1.00 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。

回答下列問題：

(1)反應(yīng)的ΔH________0(填“大于”或“小于”)；100 ℃時，體系中各物質(zhì)濃度隨時間變化如圖所示。在0～60 s時段，反應(yīng)速率v(N₂O₄)為________mol·L^－1·s^－1；反應(yīng)的平衡常數(shù)K₁為________。

    (2)100 ℃時達(dá)平衡后，改變反應(yīng)溫度為T，c(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。

 ①T________100 ℃(填“大于”或“小于”)，判斷理由是____________________________。

 ②列式計算溫度T時反應(yīng)的平衡常數(shù)K₂：_______________________________________

________________________________________________________________________。

(3)溫度T時反應(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，判斷理由是__________________________________________________

________________________________________________________________________。

Answer 1

(1)大于　0.001 0　0.36 mol·L^－1

(2)①大于　反應(yīng)正方向吸熱，反應(yīng)向吸熱方向進(jìn)行，故溫度升高

②平衡時，c(NO₂)＝0.120  mol·L^－1＋0.002 0 mol·L^－1·s^－1×10 s×2＝0.16 mol·L^－1

c(N₂O₄)＝0.040 mol·L^－1－0.002 0 mol·L^－1·s^－1×10 s＝0.020 mol·L^－1

K₂＝＝1.3 mol·L^－1

(3)逆反應(yīng)　對氣體分子數(shù)增大的反應(yīng)，增大壓強平衡向逆反應(yīng)方向移動

[解析] (1)依題意知，溫度升高，混合氣體的顏色加深，說明平衡向生成NO₂的正反應(yīng)方向移動，即正反應(yīng)是吸熱反應(yīng)；根據(jù)圖像0～60 s時段，NO₂的物質(zhì)的量濃度變化為0.060 mol·L^－1，根據(jù)公式v＝即可計算出速率；根據(jù)圖像可知NO₂的平衡濃度為0.120 mol·L^－1，N₂O₄的平衡濃度為0.040 mol·L^－1，根據(jù)K＝可計算出平衡常數(shù)K₁。(2)①根據(jù)題意知，改變反應(yīng)溫度為T后，反應(yīng)速率降低，故為降低溫度，即T小于100 ℃；②根據(jù)題意知，再次達(dá)到平衡后N₂O₄的濃度減小，Δc＝v·Δt＝0.002 0 mol·L·s^－1×10 s＝0.02 mol·L^－1，則NO₂的濃度增加0.040 mol·L^－1，即達(dá)到新平衡時N₂O₄的濃度為0.020 mol·L^－1，NO₂的濃度為0.160 mol·L^－1，據(jù)K＝可計算出平衡常數(shù)K₂。(3)溫度為T時，反應(yīng)達(dá)到平衡，將反應(yīng)容器減小一半，即增大壓強。其他條件不變時，增大壓強，平衡向氣體分子數(shù)減小的方向移動，即向逆反應(yīng)方向移動。