Question

一定温度下，在溶剂为1L的密闭容器内放入2molN₂O₄和8molNO₂，发生如下反应2 NO₂(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“不变”）
（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

⑴K＝ ⑵0．1 ⑶t₃   ⑷＞ ⑸正反应方向  ⑹变深

试题分析：（1）化学平衡常数，是指在一定温度下，可逆反应达到平衡时各生成物浓度的化学计量数次幂的乘积除以各反应物浓度的化学计量数次幂的乘积所得的比值，因此可逆反应2NO₂N₂O₄的平衡常数表达式K＝。
（2）由图可知，从t₁至t₂时N₂O₄的物质的量变化量为4mol-3mol=1mol，其浓度变化量为1mol/L，时间是20s－10s＝10s，所以故v（N₂O₄）=1mol/L÷10s＝0．1mol/（L?s）。
（3）到达平衡时，反应混合物各组分的物质的量不发生变化，由图象可知，t₃时刻处于平衡状态，故答案为：t₃。
（4）t₁时刻后，NO₂浓度降低，N₂O₄浓度增大，未到达平衡状态，反应向正反应进行，故正反应速率大于逆反应速率，故答案为：＞。
（5）维持容器的温度不变，缩小容器的体积，压强增大，平衡向体积减小的方向移动，即向正反应方向移动，故答案为：正反应方向。
（6）维持容器的体积不变，升高温度，平衡向逆反应移动，NO₂浓度增大，混合气体颜色变深，故答案为：变深。