Question

（16分）在容积为1.00 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0.002 0 mol·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，将反应容器的容积减少一半，平衡向________(填“正反应”或“逆反应”)方向移动，判断理由是_________________________________________________________。

Answer

（16分）（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)＝0.120 mol·L－1＋0.002 0 mol·L－1·s－1×10 s×2＝0.16 mol·L－1

c(N2O4)＝0.040 mol·L－1－0.002 0 mol·L－1·s－1×10 s＝0.020 mol·L－1

K2＝＝1.3 mol·L－1

（3）逆反应 对气体分子数增大的反应，增大压强平衡向逆反应方向移动

【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0～60 s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= c（NO2）2/ c（N2O4）=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-0.002 0 mol·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=＝1.3 mol·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。

考点：考查平衡移动的判断，化学平衡常数、反应速率的计算