Question

已知2NO₂（g）?N₂O₄（g）△H（298K）=-52.7kJ?mol^-1，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．
请回答：
（1）A中的现象

气体颜色加深

，B中的现象

气体颜色变浅

；
（2）由此可知，降低温度，该化学平衡向

正

（填“正”或“逆”）反应方向移动；
（3）该化学反应的浓度平衡常数表达式为

Kc=

[N2O4]

[NO2]2

，升高温度，该反应中NO₂的转化率将

减小

（填“增大”、“减小”或“不变”）．
Ⅱ．在三支容积均为30cm³针筒中分别抽入10cm³NO₂气体，将针筒前端封闭．
（1）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推进针筒后颜色变深的原因是

气体的体积减小，NO₂浓度增大，气体的颜色加深

；
②一段时间后气体颜色又变浅的原因是

增大压强，减小气体的体积，平衡向正反应方向移动

；
③由此实验得出的结论是

增大压强，化学平衡向气态物质系数减小的方向移动

．
（2）将第三支针筒活塞快速拉至20cm³处，该同学观察到的现象是

气体的颜色先变浅，一段时间后又变深，但仍比第一支针筒气体的颜色浅

；在此过程中，该反应的化学平衡常数将

不变

 （填“增大”、“减小”或“不变”，下同），NO₂的转化率将

减小

．

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）Kc=

C(N2O4)

C2(NO2)

； 升高温度，平衡向吸热反应方向移动，根据平衡移动方向确定二氧化氮的转化率；
Ⅱ．（1）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；
（2）增大气体体积，压强减小，平衡向气体体积增大的方向移动，温度不变，化学平衡常数不变，根据平衡移动方向判断二氧化氮的转化率．

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；
（2）由以上分析知，降低温度，平衡向正反应方向移动，故答案为：正；
（3）Kc=

C(N2O4)

C2(NO2)

，升高温度，平衡向逆反应方向移动，导致二氧化氮转化率降低，
故答案为：Kc=

C(N2O4)

C2(NO2)

； 减小；
Ⅱ．（1）①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；
③增大压强，化学平衡向气态物质系数减小的方向移动，故答案为：增大压强，化学平衡向气态物质系数减小的方向移动；
（2）气体体积增大，二氧化氮浓度减小，所以气体颜色变浅，同时气体的压强减小，平衡向逆反应方向移动，二氧化氮的浓度增大，但仍不如第一支针筒气体的浓度大，所以仍比第一支针筒气体的颜色浅；化学平衡常数只与温度有关，温度不变，化学平衡常数不变，平衡向逆反应方向移动，所以二氧化氮的转化率减小，
故答案为：气体的颜色先变浅，一段时间后又变深，但仍比第一支针筒气体的颜色浅，不变，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．