Question

已知2NO₂（g）═N₂O₄（g）△H=-52.7kJ?mol^-1，常温下N₂O₄为无色气体．某课外活动小组为了探究温度和压强对化学平衡的影响，做了如下两组实验：
Ⅰ．该小组的同学取了两个烧瓶A和B，分别加入相同浓度的NO₂与N₂O₄的混合气体，中间用夹子夹紧，并将A和B浸入到已盛有水 的两个烧杯中（如图所示），然后分别向两个烧杯中加入浓硫酸和NH₄NO₃固体（NH₄NO₃固体溶解吸收大量的热）．请回答：
（1）A中的现象

 

，B中的现象

 

；
（2）由此可知，降低温度，该化学平衡向

 

（填“正”或“逆”）反应方向移动；
Ⅱ．在三支容积均为30cm³针筒中分别抽入10cm³相同浓度的NO₂与N₂O₄的混合气体，将针筒前端封闭．
（3）将第二支针筒活塞迅速推至5cm³处，此时气体的颜色变深，一段时间后气体颜色又变浅了，但仍比第一支针筒气体的颜色深．
①推进针筒后气体颜色变深的原因是

 

；
②一段时间后气体颜色又变浅的原因是

 

；
（4）将第三支针筒活塞拉至20cm³处，此时气体的颜色

 

，一段时间后气体颜色

 

，但仍比第一支针筒气体的颜色

 

．
①在此过程中，该反应的化学平衡常数

 

（填“增大”、“减小”或“不变”）．
②NO₂的转化率

 

（填“增大”、“减小”或“不变”）．

Answer 1

分析：（1）浓硫酸稀释时放出热量，导致溶液的温度升高，硝酸铵溶解时吸收热量，导致溶液的温度降低，升高温度平衡向吸热方向移动，降低温度，平衡向放热方向移动；
（2）根据气体颜色的变化确定移动方向；
（3）减小体积，二氧化氮的浓度增大，则气体颜色加深，同时增大气体压强，根据勒夏特列原理分析解答；
（4）体积变大，二氧化氮的浓度降低，颜色变浅；体积变大，压强减小，平衡向着气体体积增大的方向移动，颜色变深；化学平衡只是减弱外界的影响，颜色比第一支针筒浅；
①温度不变，化学平衡常数不变；
②根据平衡移动方向判断二氧化氮的转化率的变化．

解答：解：（1）浓硫酸稀释时放出热量，导致溶液的温度升高，硝酸铵溶解时吸收热量，导致溶液的温度降低，反应2NO₂（g）?N₂O₄（g）是放热反应，A烧杯中，升高温度，平衡向逆反应方向移动，二氧化氮气体浓度增大，气体颜色加深，降低温度，平衡向正反应方向移动，二氧化氮浓度降低，所以气体颜色变浅；故答案为：气体颜色加深，气体颜色变浅；正；
（2）降低温度，该化学平衡向放热反应方向进行，即平衡正向进行，故答案为：正；
（3）①气体体积由10cm³迅速推至5cm³处，气体体积减小，气体的体积减小时，NO₂浓度增大，则气体颜色加深；故答案为：气体的体积减小，NO₂浓度增大，气体的颜色加深；
②气体体积减小，则气体压强增大，平衡向正反应方向移动，二氧化氮浓度降低，所以气体颜色变浅，故答案为：增大压强，减小气体的体积，平衡向正反应方向移动；
（4）体积变大，二氧化氮的浓度降低，颜色变浅；体积变大，压强减小，平衡向着气体体积增大的方向移动，颜色变深；化学平衡只是减弱外界的影响，颜色比第一支针筒浅；
①化学平衡常数只与温度有关，温度不变，化学平衡常数不变；
②化学平衡向着气体体积增大的方向移动，即向着生成NO₂的方向移动，则NO₂转化率降低，故答案为：变浅、变深、浅、①不变、②减小．

点评：本题考查了温度、压强对化学平衡的影响，难度不大，根据勒夏特里原理来分析解答即可．