Question

（10分）A是由导热材料制成的密闭容器,B是一耐化学腐蚀且易于传热的气球.

关闭K₂,将等量且少量的NO₂通过K₁、K₃分别充入A、B中，反应开始时，A、B的体积相同。已知：2NO₂（g）N₂O₄（g）△H＜0。
（1）一段时间后，反应达到平衡，此时A、B中生成的N₂O₄的速率是V（A）  V（B）（填“＜”、“＞”或“=”）；若打开活塞K₂，气球B将    （填“变大”、“变小”或“不变”，下同）。
（2）若在A、B中再充入与初始量相等的NO₂，则达到平衡时，NO₂的转化率α（A）将   。
若通入等量的Ne气，则达到平衡时，A中NO₂的转化率将      ，B中NO₂的转化率将      。
（3）室温时，若A、B都保持体积不变，将A套上一个绝热层，B与外界可以进行热传递，则达到平衡时，      中的颜色较深。
（4）若在容器A中充入4.6g的NO₂，达到平衡后容器内混合气体的压强为原来的80%，试求出平衡时NO₂的转化率（写出计算过程）

Answer 1

（10分）（1）< 变小（2）增大 不变 变小（3）A （4）40%

（1）A容器相当于恒温恒容，B容器相当于恒温恒压；而2NO₂（g）N₂O₄（g）△H＜0；随反应的不断进行，A容器内压强逐渐变小，B容器内压强不变易使平衡向正反应方向移动，所以A、B中生成的N₂O₄的速率是V（A）<V（B）；由于A容器内气体压强会不断减小，而B容器内气体压强不变，所以，当打开K3时，气球B会变小。
（2）若在A、B中再充入与初始量相等的NO₂，则达到平衡时，NO₂的转化率α（A）将增大，因加入NO₂浓度增大平衡将向正反应方向移动，且由于加入NO₂使容器内压强增大，从而使平衡向正反应方向移动，故当达到平衡时，NO₂的转化率α（A）将增大；若通入等量的Ne气，则达到平衡时，A中NO₂的转化率不变，因为从表面上看，A容器内压强增大了，但容器内各组成的浓度没度，平衡不移动，转化率即也不变；B容器为保持压强不变，体积必然会增大，导致体系内各组分的浓度降低，平衡会向逆反应方向移动，转化率将变小。
（3）B容器的现象可看成是在A容器的基础上降温，平衡将向正反应方向移动，即B容器内NO2气体的浓度将比A容器内NO2气体的浓度低，颜色将更浅。
（4）在相同条件下，体系内压强之比=物质的量之比，4.6g的NO2的物质的量为0.2mol;
2NO₂（g）N₂O₄（g）△H＜0
0.2mol            0
2x               x
0.2mol-2x          x
得：（0.2mol-2x+x)/0.2mol
得：  x=0.04mol
所以NO2的转化率为：（2x0.04mol）/0.2mol=40%