Question

16．（1）反应N₂O₄（g）?2NO₂（g）；△H＞0的平衡体系中，在298K时，平衡常数为K₁，在273K时，平衡常数为K₂，在373K时平衡常数为K₃，K₁、K₂、K₃之间的数量大小关系是K₃＞K₁＞K₂．．
（2）在298K时，将0.40mol的N₂O₄气体充入2L已经抽空的固定容积的密闭容器中，隔一段时间对该容器内的物质进行分析，得到如下数据：

时间/s n/mol	0	20	40	60	80	100
n（N2O4）	0.40	a	0.20	c	d	e
n（NO2）	0.00	0.24	b	0.52	0.60	0.60

20～40s内用N₂O₄表示的平均反应速率为0.002mol•L^-1•s^-1；298K时该反应的平衡转化率=75%；反应进行至100s后将反应混合物的温度降低，混合气体的颜色变浅（填“变浅”、“变深”或“不变”）；
（3）298K时，反应2NO₂（g）?N₂O₄（g）；△H＜0达到平衡后，根据下列图象判断引起平衡移动的因素及平衡移动的方向：

图（2）平衡将向正反应方向移动；图（3）引起平衡移动的因素是减小压强，图（4）引起平衡移动的因素是升高温度．

Answer 1

分析 （1）该反应为吸热反应，根据温度对平衡移动的影响判断平衡常数的大小；
（2）先根据二氧化氮物质的量计算20s内反应的四氧化二氮的物质的量，进而计算20s时容器内四氧化二氮的物质的量，再计算20s～40s参加反应的四氧化二氮的物质的量，再根据速率定义式计算四氧化二氮的平均反应速率；根据平衡转化率=$\frac{已转化的物质的量}{起始的物质的量}$×100%；该反应正反应是吸热反应，降低温度平衡向逆反应方向移动，NO₂浓度减小；
（3）根据图（2）可知，t₁时逆反应速率大于正反应速率，由图（3）可知，t₁时正逆反应速率都减小，且逆反应速率大于正反应速率，平衡逆向移动，由图（4）可知，t₁时正逆反应速率都增大，且逆反应速率大于正反应速率，平衡逆向移动，据此答题．

解答 解：（1）该反应为吸热反应，升高温度，平衡向正反应方程移动，平衡常数增大，所以K₃＞K₁＞K₂，
故答案为：K₃＞K₁＞K₂；
（2）20s时△n（NO₂）=0.24mol，故△n（N₂O₄）=$\frac{1}{2}$△n（NO₂）=$\frac{1}{2}$×0.24mol=0.12mol，所以a=0.4mol-0.12mol=0.28mol，故20s～40s参加反应的四氧化二氮的物质的量为0.28mol-0.2mol=0.08mol，所以20s-40s内用N₂O₄表示的平均反应速率为$\frac{\frac{0.08mol}{2L}}{20s}$=0.002mol/（L•S）；
              N₂O₄（g）?2NO₂（g）
起始（mol）    0.40       0
已转化（mol）  0.30      0.60
平衡（mol）    0.10      0.60
N₂O₄的平衡转化率=$\frac{0.30}{0.40}$×100%=75%；
该反应正反应是吸热反应，降低温度平衡向逆反应方向移动，NO₂浓度减小，气体的颜色变浅，
故答案为：0.002；75%；变浅；
（3）根据图（2）可知，t₁时逆反应速率大于正反应速率，所以此时反应逆向进行，由图（3）可知，t₁时正逆反应速率都减小，且逆反应速率大于正反应速率，平衡逆向移动，所以此时改变的条件是减小压强，由图（4）可知，t₁时正逆反应速率都增大，且逆反应速率大于正反应速率，平衡逆向移动，此时改变的条件是升高温度，
故答案为：正反应；减小压强，升高温度．

点评 本题考查化学平衡图象、化学反应速率及化学平衡影响因素，题目难度中等，注意掌握温度、压强、浓度、催化剂等对化学反应速率、化学平衡以及对平衡常数的影响，试题侧重考查学生读图提取信息能力与知识迁移运用能力．