Question

13．在容积为1.00L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△H大于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0～60s时段，反应速率v（N₂O₄）为0.0010mol•L^-1•s^-1；反应的平衡常数K₁为0.36mol/L．
（2）100℃时达平衡后，改变反应温度为T，c（N₂O₄）以0.0020mol•L^-1•s^-1的平均速率降低，经10s又达到平衡．
①T大于100℃（填“大于”或“小于”），判断理由是c（N₂O₄）降低平衡正向移动，正反应为吸热反应，故温度升高．
②列式计算温度T时反应的平衡常数K₂：1.28mol/L．
（3）温度T时反应达平衡后，将反应容器的容积减少一半，平衡向逆反应（填“正反应”或“逆反应”）方向移动，判断理由是增大压强平衡向气体体积减小即逆反应方向移动．

Answer 1

分析 （1）随温度的升高，混合气体的颜色变深，化学平衡向正反应方向移动，据此判断；反应速率利用公式v=$\frac{△c}{△t}$计算得到；化学平衡常数利用化学平衡常数表达式计算；
（2）①N₂O₄的浓度降低，平衡向正反应方向移动，由于正反应方向吸热，T＞100℃；
②计算T℃时两种物质的浓度，计算得到化学平衡常数；
（3）反应容器的容积减少一半，压强增大，根据反应前后气体体积大小判断化学平衡移动方向．

解答 解：（1）随温度的升高，混合气体的颜色变深，化学平衡向正反应方向移动，即△H＞0；0～60s时段，N₂O₄浓度变化为：0.1mol/L-0.04mol/L=0.06mol/L，v（N₂O₄）=$\frac{0.06mol/L}{60s}$=0.0010mol•L^-1•s^-1；K₁=$\frac{c{\;}^{2}（NO{\;}_{2}）}{c（N{\;}_{2}{O}_{4}）}$=$\frac{（0.12mol/L）{\;}^{2}}{0.04mol/L}$=0.36mol/L，
故答案为：大于；0.0010；0.36mol/L；
（2）①N₂O₄的浓度降低，平衡向正反应方向移动，由于正反应方向吸热，T＞100℃，故答案为：大于；c（N₂O₄）降低平衡正向移动，正反应为吸热反应，故温度升高；
②平衡时，c（NO₂）=0.120mol•L^-1+0.0020mol•L^-1•s^-1×10s×2=0.16mol•L^-1，c（N₂O₄）=0.040mol•L^-1-0.0020mol•L^-1•s^-1×10s=0.020mol•L^-1，K₂=$\frac{（0.16mol/L）{\;}^{2}}{0.020mol/L}$=1.28mol/L，故答案为：1.28mol/L；
（3）反应容器的容积减少一半，压强增大，正反应方向气体体积增大，增大压强平衡向气体体积减小即逆反应方向移动，故答案为：逆反应；增大压强平衡向气体体积减小即逆反应方向移动．

点评 本题考查化学平衡图象、影响平衡的因素、平衡常数影响因素、化学反应速率的计算等，难度不大．