Question

现有一可导热体积固定的密闭容器A，和一可导热容积可变的容器B．关闭K₂，将等量且少量的NO₂通过K₁、K₃分别充入A、B中，反应起始时，A、B的体积相同．（已知：2NO₂?N₂O₄；△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“＞”、“＜”、“=”）；若打开活塞K₂，气球B将

变小

（填：变大、变小、不变）．
（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

 （填增大或减小、不变）；若通入等量的Ne气，则达到平衡时，A中NO₂的转化率将

不变

，B中NO₂的转化率将

变小

（填：变大、变小、不变）．
（3）室温下，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，

A

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平均相对分子质量为57.5，则平衡时N₂O₄的物质的量为

0.02mol

．

Answer 1

分析：（1）容器A体积不变，随反应进行，反应混合气体的物质的量减小，容器A中压强降低，容器B体积可变，压强不变，压强越大，反应速率越快；根据A中压强小于B中的压强来分析；
（2）保持容器容积不变，通入一定量的NO₂，等效为增大压强到达的平衡，增大压强平衡向气体体积减小的方向移动，据此判断；保持压强不变，通入氖气使体系的容积增大一倍，反应混合物的浓度降低，相当于为降低压强，平衡向气体体积增大的方向移动；
（3）该反应为放热反应，A套上一个绝热层，温度升高，平衡逆向移动，NO₂的浓度增大；
（4）先根据公式求出n（NO₂）=

m

M

，再利用三段式和混合气体的平均相对分子质量求出平衡时N₂O₄的物质的量．

解答：解：（1）容器A中压强降低，容器B体压强不变，压强越大，反应速率越快，故v（A）＜v（B），A中压强小于B中的压强，打开旋塞K，气球B的压强减小，体积减小，
故答案为：＜；变小；
（2）保持容器容积不变，通入一定量的NO₂，等效为增大压强到达的平衡，增大压强平衡向正反应方向移动，NO₂的转化率将增大，故答案为：增大；
保持压强不变，通入氖气使体系的容积增大一倍，反应混合物的浓度降低，相当于为降低压强，平衡向逆反应方向移动，达到平衡时NO₂的转化率减小，故答案为：变小；
（3）该反应为放热反应，A套上一个绝热层，温度升高，平衡逆向移动，NO₂的浓度增大，颜色变深，故答案为：A；
（4）设参加反应的二氧化氮为xmol，n（NO₂）=

m

M

=

4.6g

46g/mol

=0.1mol
           2NO₂ ?N₂O₄
起始的量：0.1mol   0
反应的量：x         

x

2

 
平衡的量：0.1-x      

x

2

平衡时平均相对分子质量=

4.6

0.1-x+ x 2

=57.5，所以x=0.04mol，所以平衡时平衡时N₂O₄的物质的量为：

x

2

=0.02mol，
故答案为：0.02mol．

点评：本题考查压强、温度、浓度对化学平衡的影响，难度中等，构建平衡建立的等效途径是解题的关键．