Question

已知2NO₂（g）?N₂O₄（g）△H（298K）=-52.7kJ?mol^-1，某課外活動(dòng)小組為了探究溫度和壓強(qiáng)對(duì)化學(xué)平衡的影響，做了如下兩組實(shí)驗(yàn)：
Ⅰ．該小組的同學(xué)取了兩個(gè)燒瓶A和B，分別加入相同濃度的NO₂與N₂O₄的混合氣體，中間用夾子夾緊，并將A和B浸入到已盛有水的兩個(gè)燒杯中（如圖所示），然后分別向兩個(gè)燒杯中加入濃硫酸和NH₄NO₃固體．
請(qǐng)回答：
（1）A中的現(xiàn)象

氣體顏色加深

，B中的現(xiàn)象

氣體顏色變淺

；
（2）由此可知，降低溫度，該化學(xué)平衡向

正

（填“正”或“逆”）反應(yīng)方向移動(dòng)；
（3）該化學(xué)反應(yīng)的濃度平衡常數(shù)表達(dá)式為

Kc=

[N2O4]

[NO2]2

，升高溫度，該反應(yīng)中NO₂的轉(zhuǎn)化率將

減小

（填“增大”、“減小”或“不變”）．
Ⅱ．在三支容積均為30cm³針筒中分別抽入10cm³NO₂氣體，將針筒前端封閉．
（1）將第二支針筒活塞迅速推至5cm³處，此時(shí)氣體的顏色變深，一段時(shí)間后氣體顏色又變淺了，但仍比第一支針筒氣體的顏色深．
①推進(jìn)針筒后顏色變深的原因是

氣體的體積減小，NO₂濃度增大，氣體的顏色加深

；
②一段時(shí)間后氣體顏色又變淺的原因是

增大壓強(qiáng)，減小氣體的體積，平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)

；
③由此實(shí)驗(yàn)得出的結(jié)論是

增大壓強(qiáng)，化學(xué)平衡向氣態(tài)物質(zhì)系數(shù)減小的方向移動(dòng)

．
（2）將第三支針筒活塞快速拉至20cm³處，該同學(xué)觀察到的現(xiàn)象是

氣體的顏色先變淺，一段時(shí)間后又變深，但仍比第一支針筒氣體的顏色淺

；在此過程中，該反應(yīng)的化學(xué)平衡常數(shù)將

不變

 （填“增大”、“減小”或“不變”，下同），NO₂的轉(zhuǎn)化率將

減小

．

Answer 1

分析：（1）濃硫酸稀釋時(shí)放出熱量，導(dǎo)致溶液的溫度升高，硝酸銨溶解時(shí)吸收熱量，導(dǎo)致溶液的溫度降低，升高溫度平衡向吸熱方向移動(dòng)，降低溫度，平衡向放熱方向移動(dòng)；
（2）根據(jù)氣體顏色的變化確定移動(dòng)方向；
（3）Kc=

C(N2O4)

C2(NO2)

； 升高溫度，平衡向吸熱反應(yīng)方向移動(dòng)，根據(jù)平衡移動(dòng)方向確定二氧化氮的轉(zhuǎn)化率；
Ⅱ．（1）減小體積，二氧化氮的濃度增大，則氣體顏色加深，同時(shí)增大氣體壓強(qiáng)，根據(jù)勒夏特列原理分析解答；
（2）增大氣體體積，壓強(qiáng)減小，平衡向氣體體積增大的方向移動(dòng)，溫度不變，化學(xué)平衡常數(shù)不變，根據(jù)平衡移動(dòng)方向判斷二氧化氮的轉(zhuǎn)化率．

解答：解：（1）濃硫酸稀釋時(shí)放出熱量，導(dǎo)致溶液的溫度升高，硝酸銨溶解時(shí)吸收熱量，導(dǎo)致溶液的溫度降低，反應(yīng)2NO₂（g）?N₂O₄（g）是放熱反應(yīng)，A燒杯中，升高溫度，平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng)，二氧化氮?dú)怏w濃度增大，氣體顏色加深，降低溫度，平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)，二氧化氮濃度降低，所以氣體顏色變淺，故答案為：氣體顏色加深，氣體顏色變淺；
（2）由以上分析知，降低溫度，平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)，故答案為：正；
（3）Kc=

C(N2O4)

C2(NO2)

，升高溫度，平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng)，導(dǎo)致二氧化氮轉(zhuǎn)化率降低，
故答案為：Kc=

C(N2O4)

C2(NO2)

； 減小；
Ⅱ．（1）①氣體的體積減小時(shí)，NO₂濃度增大，則氣體顏色加深，
故答案為：氣體的體積減小，NO₂濃度增大，氣體的顏色加深；
②氣體體積減小，則氣體壓強(qiáng)增大，平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)，二氧化氮濃度降低，所以氣體顏色變淺，
故答案為：增大壓強(qiáng)，減小氣體的體積，平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)；
③增大壓強(qiáng)，化學(xué)平衡向氣態(tài)物質(zhì)系數(shù)減小的方向移動(dòng)，故答案為：增大壓強(qiáng)，化學(xué)平衡向氣態(tài)物質(zhì)系數(shù)減小的方向移動(dòng)；
（2）氣體體積增大，二氧化氮濃度減小，所以氣體顏色變淺，同時(shí)氣體的壓強(qiáng)減小，平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng)，二氧化氮的濃度增大，但仍不如第一支針筒氣體的濃度大，所以仍比第一支針筒氣體的顏色淺；化學(xué)平衡常數(shù)只與溫度有關(guān)，溫度不變，化學(xué)平衡常數(shù)不變，平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng)，所以二氧化氮的轉(zhuǎn)化率減小，
故答案為：氣體的顏色先變淺，一段時(shí)間后又變深，但仍比第一支針筒氣體的顏色淺，不變，減小．

點(diǎn)評(píng)：本題考查了溫度、壓強(qiáng)對(duì)化學(xué)平衡的影響，難度不大，根據(jù)勒夏特里原理來分析解答即可．