Question

4．Ⅰ．反應(yīng)：aA（g）+bB（g）?cC（g）△H＜0 在2L恒容容器中進(jìn)行．改變其他反應(yīng)條件，在第一、第二和第三階段體系中各物質(zhì)的物質(zhì)的量隨時(shí)間變化的曲線如圖所示：

回答問題：
（1）反應(yīng)的化學(xué)方程式中，a：b：c═1：3：2．
（2）由第一次平衡到第二次平衡，平衡移動(dòng)的方向是平衡正向移動(dòng)，采取的措施是從反應(yīng)體系中移出產(chǎn)物C，
（3）比較第二階段反應(yīng)溫度（T₂）和第三階段反應(yīng)溫度（T₃）的高低：T₂＞T₃（填“＞”“＜”或“=”），判斷的理由是此反應(yīng)為放熱反應(yīng)，降低溫度，平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)．
（4）第三階段平衡常數(shù)K₃ 的計(jì)算式$\frac{{0.5mol/L}^{2}}{0.25mol/L×（0.75mol）^{3}}$．
Ⅱ．利用圖①中的信息，按圖②裝置鏈接的A、B瓶中已充有NO₂氣體．

（5）B瓶中的氣體顏色比A瓶中的淺（填“深”或“淺”），其原因是2NO?N₂O₄△H＜0，A瓶加熱，平衡左移顏色加深，B瓶降低溫度，平衡右移顏色變淺．

Answer 1

分析 Ⅰ．（1）由圖可知第Ⅰ階段，平衡時(shí)△c（A）=2mol/L-1mol/L=1mol/L，△c（B）=6mol/L-3mol/L=3mol/L，△c（C）=2mol/L，根據(jù)濃度變化量之比等于化學(xué)計(jì)量數(shù)之比計(jì)算；
（2）第Ⅱ階段C是從0開始的，瞬間A、B濃度不變，因此可以確定第一次平衡后從體系中移出了C，即減少生成物濃度，平衡正向移動(dòng)；
（3）第Ⅲ階段的開始與第Ⅱ階段的平衡各物質(zhì)的量均相等，根據(jù)A、B的量減少，C的量增加可判斷平衡是正向移動(dòng)的，根據(jù)平衡開始時(shí)濃度確定此平衡移動(dòng)不可能是由濃度的變化引起的，另外題目所給條件容器的體積不變，則改變壓強(qiáng)也不可能，因此一定為溫度的影響，此反應(yīng)正向?yàn)榉艧岱磻?yīng)，可以推測(cè)為降低溫度，另外結(jié)合A的速率在三個(gè)階段的情況，確定改變的條件一定為降低溫度，根據(jù)勒夏特列原理，平衡的移動(dòng)只能減弱改變，不能抵消改變，因此達(dá)到平衡后溫度一定比第Ⅱ階段平衡時(shí)的溫度低；
（4）第三階段平衡時(shí)，A的平衡物質(zhì)的量為0.50mol/L，B的平衡物質(zhì)的量為1.50mol，C的物質(zhì)的量為1.00mol/L，根據(jù)平衡常數(shù)的計(jì)算公式建立平衡常數(shù)計(jì)算式；
Ⅱ．（5）由圖①可知，二氧化氮轉(zhuǎn)化為四氧化二氮的反應(yīng)為放熱反應(yīng)，圖②中，濃硫酸溶解于水溫度升高，而硝酸銨溶解于水溶液溫度降低，則右側(cè)燒杯的溫度低于左側(cè)，升高溫度使2NO₂（紅棕色）?N₂O₄（無色）△H＜0，向逆反應(yīng)方向移動(dòng)．

解答 解：Ⅰ．（1）由圖可知第Ⅰ階段，平衡時(shí)△c（A）=2mol/L-1mol/L=1mol/L，△c（B）=6mol/L-3mol/L=3mol/L，△c（C）=2mol/L，濃度變化量之比等于化學(xué)計(jì)量數(shù)之比，故a：b：c=1mol/L：3mol/L：2mol/L=1：3：2，
故答案為：1：3：2；
（2）第Ⅱ階段C是從0開始的，瞬間A、B濃度不變，因此可以確定第一次平衡后從體系中移出了C，即減少生成物濃度，平衡正向移動(dòng)，
故答案為：平衡正向移動(dòng)；從反應(yīng)體系中移出產(chǎn)物C；
（3）第Ⅲ階段的開始與第Ⅱ階段的平衡各物質(zhì)的量均相等，根據(jù)A、B的量減少，C的量增加可判斷平衡是正向移動(dòng)的，根據(jù)平衡開始時(shí)濃度確定此平衡移動(dòng)不可能是由濃度的變化引起的，另外題目所給條件容器的體積不變，則改變壓強(qiáng)也不可能，因此一定為溫度的影響，此反應(yīng)正向?yàn)榉艧岱磻?yīng)，可以推測(cè)為降低溫度，另外結(jié)合A的速率在三個(gè)階段的情況，確定改變的條件一定為降低溫度，根據(jù)勒夏特列原理，平衡的移動(dòng)只能減弱改變，不能抵消改變，因此達(dá)到平衡后溫度一定比第Ⅱ階段平衡時(shí)的溫度低，
故答案為：＞；此反應(yīng)為放熱反應(yīng)，降低溫度，平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)；
（4）可逆反應(yīng)A+3B?2C第三階段達(dá)到平衡時(shí)A的平衡濃度為0.25mol/L，B的平衡濃度為0.75mol/L，C的平衡濃度為0.50mol/L，此時(shí)K=$\frac{{0.5mol/L}^{2}}{0.25mol/L×（0.75mol）^{3}}$，故答案為：$\frac{{0.5mol/L}^{2}}{0.25mol/L×（0.75mol）^{3}}$；
Ⅱ．（5）由圖①可知，2mol二氧化氮的能量高于1mol四氧化二氮的能量，故二氧化氮轉(zhuǎn)化為四氧化二氮的反應(yīng)為放熱反應(yīng)，而圖②中，因濃硫酸溶解于水溶液溫度升高，硝酸銨溶解于水溶液溫度降低，左側(cè)燒杯的溫度高于右側(cè)，升高溫度使2NO₂（紅棕色）?N₂O₄（無色）△H＜0，向逆反應(yīng)方向移動(dòng)，即向生成NO₂移動(dòng)，故B瓶顏色變淺，
故答案為：淺；2NO?N₂O₄△H＜0，A瓶加熱，平衡左移顏色加深，B瓶降低溫度，平衡右移顏色變淺．

點(diǎn)評(píng) 本題考查化學(xué)反應(yīng)速率與化學(xué)平衡圖象、化學(xué)平衡有關(guān)計(jì)算、化學(xué)反應(yīng)速率、化學(xué)平衡影響因素及化學(xué)反應(yīng)與能量變化等，注意合理分析題中信息數(shù)據(jù)，本題難度中等．