Question

19．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將變�。ㄌ睢白兇蟆薄ⅰ白冃　被颉安� 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）將增大．
若通入等量的Ne氣，則達到平衡時，A中NO₂的轉化率將不變，B中NO₂的轉化率將變�。�
（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，A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（寫出計算過程）

Answer 1

分析 （1）容器A為恒溫恒容，容器B為恒溫恒壓，隨反應進行A中壓強降低，故A中壓強小于B中壓強，壓強越大，反應速率越快；
A中壓強小于B中的壓強，若打開活塞K₂，氣球B的壓強減��；
（2）容器A為恒溫恒容，再通入一定量的NO₂，等效為增大壓強到達的平衡，增大壓強平衡向正反應方向移動；
容器A為恒溫恒容，通入氖氣，反應混合物各組分濃度不變，平衡不移動；
容器B為恒溫恒壓，通入氖氣使體系的容積增大，反應混合物的濃度降低，相當于為降低壓強，平衡向逆反應方向移動；
（3）該反應為放熱反應，A套上一個絕熱層，溫度升高，平衡逆向移動，NO₂的濃度增大；
（4）若在容器A中充入4.6g的NO₂，其物質的量為0.1mol，設平衡時轉化的NO₂為xmol，則：
            2NO₂（g）?N₂O₄（g）
起始量（mol）：0.1        0
變化量（mol）：x          0.5x
平衡量（mol）：0.1-x      0.5x
達到平衡后容器內混合氣體的壓強為原來的80%，再結合壓強之比等于物質的量之比列方程計算解答．

解答 解：（1）容器A為恒溫恒容，容器B為恒溫恒壓，隨反應進行A中壓強降低，故A中壓強小于B中壓強，壓強越大，反應速率越快，故A、B中生成的N₂O₄的速率是V（A）＜V（B）；
A中壓強小于B中的壓強，若打開活塞K₂，氣球B的壓強減小，則體積變小，
故答案為：＜；變��；
（2）容器A為恒溫恒容，再通入一定量的NO₂，等效為增大壓強到達的平衡，增大壓強平衡向正反應方向移動，NO₂的轉化率α（A）增大；
容器A為恒溫恒容，通入氖氣，反應混合物各組分濃度不變，平衡不移動，A中NO₂的轉化率不變；
容器B為恒溫恒壓，通入氖氣使體系的容積增大，反應混合物的濃度降低，相當于為降低壓強，平衡向逆反應方向移動，B中A中NO₂的轉化率變小，
故答案為：增大；不變；減��；
（3）該反應為放熱反應，A套上一個絕熱層，溫度升高，平衡逆向移動，NO₂的濃度增大，顏色變深，故答案為：A；
（4）若在容器A中充入4.6g的NO₂，其物質的量為0.1mol，設平衡時轉化的NO₂為xmol，則：
            2NO₂（g）?N₂O₄（g）
起始量（mol）：0.1        0
變化量（mol）：x          0.5x
平衡量（mol）：0.1-x      0.5x
達到平衡后容器內混合氣體的壓強為原來的80%，則0.1×80%=0.1-x+0.5x，解得x=0.04，故NO₂的轉化率為$\frac{0.04mol}{0.1mol}$×100%=40%，
答：平衡時NO₂的轉化率為40%．

點評 本題考查化學平衡計算、化學平衡影響因素，（2）中注意利用等效思想進行分析解答，難度中等．