Question

【题目】（1）对于反应：2NO(g)＋O2(g)2NO2(g)，在其他条件相同时，分别测得NO的平衡转化率在不同压强(p1、p2)下温度变化的曲线如图:

①比较p1、p2的大小关系：________。

②随温度升高，该反应平衡常数变化的趋势是________(“增大”或“减小”)。

（2）在容积为1.00L的容器中，通入一定量的N2O4，发生反应N2O4(g)2NO2(g)，随温度升高，混合气体的颜色变深。回答下列问题：

①反应的ΔH______0(填“大于”或“小于”)；100℃时，体系中各物质浓度随时间变化如上图所示。在0～60s时段，反应速率v(N2O4)为__________________；平衡时混合气体中NO2的体积分数为_______。

②100℃时达平衡后，向容器中迅速充入含0.08mol的NO2和0.08mol N2O4 的混合气体，此时速率关系v(正)____v（逆）。（填“大于”，“等于”，或“小于”）

③100℃时达平衡后，改变反应温度为T，c(N2O4)以0.0020mol·L－1·s－1的平均速率降低，经10s又达到平衡。

a.T________100℃(填“大于”或“小于”)，判断理由是____________________

b.列式计算温度T时反应的平衡常数K2（写计算过程）：______

Answer 1

【答案】p2>p1 减小 大于 0.0010 mol·L－1·s－1 75% 大于 大于 反应正方向吸热，反应向吸热方向进行，故温度升高 1.28

【解析】

（1）①已知2NO(g)＋O2(g)2NO2(g)是正方向体积减小的反应，根据压强对平衡的影响分析；
②根据图象判断该反应正方向是放热还是吸热，再判断K随温度的变化；

（2）①随温度的升高，混合气体的颜色变深，化学平衡向正反应方向移动，据此判断；根据v＝计算速率；求平衡时混合气体中NO2的体积分数可利用三段式；
②计算浓度商Qc，再和平衡常数K比较，根据大小关系判断平衡移动方向，从而比较正逆反应速率的相对大小；

③N2O4的浓度降低，平衡向正反应方向移动，由于正反应方向吸热，T＞100℃；计算平衡常数可利用三段式。

（1）①已知2NO（g）+O2（g）2NO2（g）是正方向体积减小的反应，增大压强平衡正移，则NO的转化率会增大，由图可知p2时NO的转化率大，则p2时压强大，即p2>p1，

故答案为：p2>p1；
②由图象可知，随着温度的升高，NO的转化率减小，说明升高温度平衡逆移，则该反应正方向是放热反应，所以升高温度平衡常数K减小，

故答案为：减小；

（2）①由题意及图示知，在1.00 L的容器中，通入0.100 mol的N2O4，发生反应：N2O4(g)2NO2(g)，随温度升高混合气体的颜色变深，说明反应向生成NO2的方向移动，即向正反应方向移动，所以正反应为吸热反应，即ΔH>0；

由图示知60s时该反应达到平衡，消耗N2O4为0.100 mol·L－1－0.040 mol·L－1＝0.060 mol·L－1，根据v＝可知：v(N2O4)＝＝0.0010 mol·L－1·s－1；

求平衡时混合气体中NO2的体积分数可利用三段式：

　　　　　　 　N2O4(g)2NO2(g)

起始量/(mol·L－1) 0.100 0

转化量/(mol·L－1) 0.060 0.120

平衡量/(mol·L－1) 0.040 0.120

平衡时NO2的体积分数=100%=75%，

故答案为：大于；0.0010 mol·L－1·s－1 ；75%；

②温度T时反应达平衡后，向容器中，迅速充入含0.08mol的NO2和0.08mol N2O4的混合气体，容器体积为1L，则此时浓度商Qc==0.33<K==0.36，反应向正反应进行，则断v（正）>v（逆），

故答案为：大于；

③100 ℃时达平衡后，改变反应温度为T，c(N2O4)降低，说明平衡N2O4(g)2NO2(g)

向正反应方向移动，根据勒夏特列原理，温度升高，向吸热反应方向移动，即向正反应方向移动，故T>100 ℃；由c(N2O4)以0.0020 mol·L－1·s－1的平均速率降低，经10 s又达到平衡，可知此时消耗N2O4为：0.0020 mol·L－1·s－1×10 s＝0.020 mol·L－1，

由三段式：

　　　　　　　　N2O4(g)2NO2(g)

起始量/(mol·L－1) 0.040 0.120

转化量/(mol·L－1) 0.020 0.040

平衡量/(mol·L－1) 0.020 0.160

K2＝＝＝1.28。

故答案为：大于；反应正方向吸热，反应向吸热方向进行，故温度升高；1.28。