Question

5．在容積為1.00L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(wèn)題：
（1）反應(yīng)的△H大于0（填“大于”“小于”）；100℃時(shí)，體系中各物質(zhì)濃度隨時(shí)間變化如上圖所示．在0～60s時(shí)段，反應(yīng)速率v（N₂O₄）為0.001mol•L^-1•s^-1，100℃時(shí)反應(yīng)的平衡常數(shù)為0.36mol/L．
（2）100℃時(shí)達(dá)到平衡后，改變反應(yīng)溫度為T，c（N₂O₄）以0.0020mol•L^-1•s^-1的平均速率降低，經(jīng)10s又達(dá)到平衡．
①T大于100℃（填“大于”“小于”），判斷理由是正反應(yīng)方向吸熱，反應(yīng)向吸熱方向移動(dòng)，故溫度升高．
②計(jì)算溫度T時(shí)反應(yīng)的平衡常數(shù)K1.28mol/L
（3）溫度T時(shí)反應(yīng)達(dá)平衡后，將反應(yīng)容器的容積減少一半，平衡向逆反應(yīng)（填“正反應(yīng)”或“逆反應(yīng)”）方向移動(dòng)，判斷理由是對(duì)氣體體積增大的反應(yīng)，增大壓強(qiáng)平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng)．
（4）在恒溫恒壓條件下，向體系中通入氖氣，該反應(yīng)的速率將變慢（變快、不變、變慢），平衡將正反應(yīng)（填正反應(yīng)、逆反應(yīng)、不移動(dòng)）方向移動(dòng)．

Answer 1

分析 （1）隨溫度的升高，混合氣體的顏色變深，化學(xué)平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)，據(jù)此判斷；反應(yīng)速率利用公式v=$\frac{△c}{△t}$計(jì)算得到；化學(xué)平衡常數(shù)利用化學(xué)平衡常數(shù)表達(dá)式計(jì)算；
（2）①N₂O₄的濃度降低，平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)，由于正反應(yīng)方向吸熱，T＞100℃；
②計(jì)算T℃時(shí)兩種物質(zhì)的濃度，計(jì)算得到化學(xué)平衡常數(shù)；
（3）反應(yīng)容器的容積減少一半，壓強(qiáng)增大，根據(jù)反應(yīng)前后氣體體積大小判斷化學(xué)平衡移動(dòng)方向；
（4）在恒溫恒壓條件下，向體系中通入氖氣，體積增大，壓強(qiáng)減小，平衡想請(qǐng)他體積增大的方向進(jìn)行；

解答 解：（1）隨溫度的升高，混合氣體的顏色變深，化學(xué)平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)，即△H＞0；0～60s時(shí)段，N₂O₄濃度變化為：0.1mol/L-0.04mol/L=0.06mol/L，v（N₂O₄）=$\frac{0.06mol/L}{60s}$=0.001mol•L^-1•s^-1；K=$\frac{{c}^{2}（N{O}_{2}）}{c（{N}_{2}{O}_{4}）}$=$\frac{（0.12mol/L）^{2}}{0.04mol/L}$=0.36mol/L，
故答案為：大于、0.001mol•L^-1•s^-1、0.36mol/L；
（2）①N₂O₄的濃度降低，平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)，由于正反應(yīng)方向吸熱，T＞100℃，故答案為：大于、正反應(yīng)方向吸熱，反應(yīng)向吸熱方向移動(dòng)，故溫度升高；
②平衡時(shí)，c（NO₂）=0.120mol•L^-1+0.002mol•L^-1•s^-1×10s×2=0.16mol•L^-1，c（N₂O₄）=0.04mol•L^-1-0.002mol•L^-1•s^-1×10s=0.020mol•L^-1，K₂=$\frac{（0.16mol/L）^{2}}{0.02mol/L}$=1.28mol/L，
故答案為：1.28mol/L；
（3）反應(yīng)容器的容積減少一半，壓強(qiáng)增大，正反應(yīng)方向氣體體積增大，增大壓強(qiáng)向著氣體體積減小的方向移動(dòng)，
故答案為：逆反應(yīng)、對(duì)氣體體積增大的反應(yīng)，增大壓強(qiáng)平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng)；
（4）在恒溫恒壓條件下，向體系中通入氖氣，體積增大，壓強(qiáng)減小，該反應(yīng)的速率將減小，平衡向氣體體積增大的分析進(jìn)行，平衡正向進(jìn)行，故答案為：變慢；正反應(yīng)；

點(diǎn)評(píng) 本題考查化學(xué)平衡圖象、影響平衡的因素、平衡常數(shù)影響因素、化學(xué)反應(yīng)速率的計(jì)算等，題目難度不大．