题目内容
【题目】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,反应起始时,A、B的体积相同。(已知:2NO2(g) N2O4(g) ΔH<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vA______vB(填“>”、“<”或“=”);若打开活塞K2,气球B将______(填“变大”、“变小”或“不变”)。
(2)关闭活塞K2,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αA将________(填“增大”、“减小”或“不变”);若分别通入等量的氖气,则达到平衡时,A中NO2的转化率将________,B中NO2的转化率将______(填“变大”、“变小”或“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,______中的颜色较深。
(4)若在容器A中充入4.6 g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______。
【答案】(1)<(1分) 变小(1分) (2)增大(1分) 不变(1分) 变小(1分)
(3)A(1分) (4)0.04 mol(2分)
【解析】题给反应是气体体积减小的放热反应。
(1)由于A为恒容体系,B为恒压体系,在平衡时pA<pB,故v(A)<v(B),若打开K2,A、B形成一个新的恒压体系,气体体积将变小。(2)若再通入NO2,对于A相当于加压,原平衡向正反应方向移动,NO2的转化率增大。若再通入Ne,对于A,未改变体系中各物质的浓度,平衡不移动,转化率不变;对于B,其体积增大,相当于减小压强,平衡向逆反应方向移动,NO2的转化率减小。(3)此时A为绝热体系,随反应的进行,体系温度升高,即TA>TB,A相对于B是升高温度,平衡向逆反应方向移动,A中颜色加深。(4)=即n总==0.08 mol,投入NO2的物质的量为= 0.1 mol,设转化的NO2的物质的量为x。
则 2NO2 N2O4
起始: 0.1 mol 0
转化: x
平衡: 0.1 molx
即:0.1 molx+=0.08 mol,x=0.04 mol