Question

【題目】將1mol N2O4氣體充入容積為10L的密閉容器中，回答下列問(wèn)題：

（1）100 ℃時(shí)，體系中各物質(zhì)濃度隨時(shí)間變化如上圖所示。在0~60 s時(shí)段，反應(yīng)速率v(N2O4)為________________；反應(yīng)N2O4(g)2NO2(g)的平衡常數(shù)K為___________。

（2）當(dāng)反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí)，對(duì)于反應(yīng)N2O4(g)2NO2(g)，改變某一條件后，下列說(shuō)法中，一定能說(shuō)明化學(xué)平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)的是____________。

①氣體顏色加深

②N2O4的體積分?jǐn)?shù)增加

③恒溫恒壓充入He

④單位時(shí)間內(nèi)消耗N2O4和NO2的物質(zhì)的量之比等于1：2

（3）若起始時(shí)充入1molNO2氣體，建立如下平衡2NO2(g)N2O4(g)，測(cè)得NO2的轉(zhuǎn)化率為a%，在溫度、體積不變時(shí)，再充入1molNO2氣體，重新達(dá)到平衡時(shí)，測(cè)得NO2的轉(zhuǎn)化率為b%，則a______b（填“>”、“<”或“=”）；若恒溫恒壓時(shí)，充入1molNO2氣體，反應(yīng)2NO2(g)N2O4(g)達(dá)到平衡后，再向容器內(nèi)通入一定量的NO2氣體，重新達(dá)到平衡時(shí)，NO2的體積分?jǐn)?shù)_________（填“不變”、“增大”或“減小”）。

（4）如下圖a所示，連通的玻璃瓶中充入NO2氣體，建立如下平衡2NO2(g)N2O4(g)，已知Fe3+對(duì)H2O2的分解具有催化作用，根據(jù)圖b、c中的信息，推測(cè)A瓶中氣體顏色比B瓶中的____________（填“深”或“淺”）。

Answer 1

【答案】0.001mol/(L·s) 0.36 ③ < 不變 淺

【解析】

（1）由坐標(biāo)圖中數(shù)據(jù)可知：在0~60 s時(shí)段，c(N2O4)＝（0.100 mol·L－1－0.040 mol·L－1）÷60 s＝0.001 mol·L－1·S-1；反應(yīng)進(jìn)行至60s后，反應(yīng)物的濃度保持不變，說(shuō)明反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)，則反應(yīng)N2O4(g)2NO2(g)的平衡常數(shù)K===0.36， 故答案為：0.001mol/(L·s)；0.36；

（2）①若縮小體積使c(NO2)增大，氣體顏色加深，但平衡此時(shí)向逆反應(yīng)方向移動(dòng)；

②在恒溫恒容時(shí)，加入NO2可使平衡逆向移動(dòng)，N2O4的體積分?jǐn)?shù)增加，故N2O4的體積分?jǐn)?shù)增加不能說(shuō)明平衡正向移動(dòng)；

③恒溫恒壓充入He，體積增大，平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)；

④單位時(shí)間內(nèi)消耗N2O4和NO2的物質(zhì)的量之比等于1：2，說(shuō)明此時(shí)正逆反應(yīng)速率相等，反應(yīng)處于平衡狀態(tài)；

綜上所述，符合題意的有：③ ，故答案為：③；

（3）體積不變，達(dá)到平衡后，再充入1mol NO2，相當(dāng)于加壓，平衡正向移動(dòng)，轉(zhuǎn)化率增大，故b%＞a%；在恒溫恒壓時(shí)，反應(yīng)2NO2(g)N2O4(g)達(dá)到平衡后，再向容器內(nèi)充入一定量的NO2，因體積可變，二者平衡等效，則N2O4的體積分?jǐn)?shù)不變；故答案為：<、不變；

（4）由圖b知H2O2分解放熱，則圖a中B容器中溫度較A容器高；由圖c可知反應(yīng)2NO2(g)N2O4(g)正反應(yīng)為放熱反應(yīng)，升高溫度，使平衡2NO2N2O4逆向移動(dòng)， NO2的濃度增大，氣體的顏色加深，因B中濃度較高，故其中氣體的顏色較深，A中氣體顏色較B中淺，故答案為：淺。