Question

8分）一定温度下，在容积为1L的密闭容器内放入2mol N₂O₄和8 mol NO₂，发生如下反应：2NO₂（红棕色） N₂O₄（无色）（△H<0），反应中NO₂、N₂O₄的物质的量随反应时间变化的曲线如下图，按下列要求作答：

（1）在该温度下，反应的化学平衡常数表达式为：                                 

（2）若t₁＝10s，t₂＝20s，计算从t₁至t₂时以N₂O₄表示的反应速率：　　　　　　　   mol·L^-1·s^-1　　

（3）图中t₁、t₂、t₃哪一个时刻表示反应已经达到平衡？答：　　　　　　　　

（4）t₁时，正反应速率　     　（填“＞”、“＜”或“＝”）逆反应速率

（5）维持容器的温度不变，若缩小容器的体积，则平衡向                     移动

（填“正反应方向”、“逆反应方向”或“不移动”）

（6）维持容器的体积不变，升高温度，达到新平衡时体系的颜色　         　     

（填“变深”、“变浅”或“不变”）

Answer

（1）（2分） （2）0.1（2分）（3）t3    （1分）

（4） ＞  （1分）（5）正反应应方向（1分）（6）变深  （1分）

【解析】（1）平衡常数是指在一定条件下的可逆反应中，当反应达到平衡状态时，生成物浓度的幂之积和反应物浓度的幂之积的比值，所以该反应的平衡常数表达式为。

（2）从t1至t2时N2O4的物质的量增加了4mol－3mol＝1mol，所以反应速率是1mol÷1L÷10s＝0.1mol/(L·s)。

（3）根据图像可知，t3时刻物质的物质的量不再发生变化，所以此时反应达到平衡状态。

（4）t1时NO2的物质的量逐渐减小，说明反应是向正反应方向进行的，即正反应速率大于逆反应速率。

（5）反应前后是体积减小的，所以缩小容积，压强增大，平衡向正反应方向移动，

（6）正反应是放热反应，所以升高温度，平衡向逆反应方向移动，NO2的浓度增大，颜色变深。