Question

【题目】在容积为1.0 L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图所示。在0～60 s时段，反应速率v(N2O4)为_______mol·L－1·s－1；反应的平衡常数K1为________。

(2)100 ℃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10 s又达到平衡。

①T________100 ℃(填“大于”或“小于”)，判断理由是____________________。

②列式计算温度T时反应的平衡常数K2：________________________。

(3)温度T时反应达平衡后，将反应容器的容积缩小到一半，平衡向________(填“正反应”或“逆反应”)方向移动，再次达到平衡后，NO2的浓度 （填“增大”或“缩小”）。

Answer 1

【答案】(1)大于 0.001 0 0.36 mol·L－1

(2)①大于 反应正方向吸热，反应向吸热方向进行，故温度升高

②平衡时，c(NO2)＝0.120mol·L－1＋0.0020mol·L－1·s－1×10s×2＝0.160mol·L－1

c(N2O4)＝0.040mol·L－1－0.0020mol·L－1·s－1×10s＝0.020mol·L－1

K2＝＝1.28mol·L－1

(3)逆反应 增大

【解析】

试题分析：（1）温度升高，混合气体的颜色变深，说明升高温度，平衡向生成二氧化氮的方向移动，所以平衡正向移动，则正向是吸热反应，ΔH＞0；在0～60s时段，N2O4的物质的量浓度从0.100mol/L减少到0.040mol/L，所以反应速率v(N2O4)＝（0.100-0.040）mol/L/60s＝0.001 mol·L－1·s－1；平衡时c（N2O4）＝0.040mol/L，c（NO2）＝0.120mol/L，所以100℃的平衡常数K＝ ＝0.36 mol·L－1；

（2）①c(N2O4)以0.002 0 mol·L－1·s－1的平均速率降低，说明平衡正向移动，则温度升高，T＞100℃；因为正反应是吸热反应，温度升高，平衡才向正向移动；

②c(N2O4)以0.002 0 mol·L－1·s－1的平均速率降低，经10 s又达到平衡，则10s后达到平衡时的c(N2O4)＝0.040mol/L-0.0020mol·L－1·s－1×10s＝0.02mol/L，则此时c（NO2）＝0.120mol/L+2×0.02mol/L＝0.16mol/L，所以T温度的平衡常数K＝＝1.28mol·L－1。

（3）温度T时反应达平衡后，将反应容器的容积减少一半，则压强增大，平衡逆向移动，因为增大压强，平衡向气体物质的量减少的方向移动，而逆向是气体的物质的量减少的方向，所以平衡逆向移动。