Question

16．（1）反應N₂O₄（g）?2NO₂（g）；△H＞0的平衡體系中，在298K時，平衡常數為K₁，在273K時，平衡常數為K₂，在373K時平衡常數為K₃，K₁、K₂、K₃之間的數量大小關系是K₃＞K₁＞K₂．．
（2）在298K時，將0.40mol的N₂O₄氣體充入2L已經抽空的固定容積的密閉容器中，隔一段時間對該容器內的物質進行分析，得到如下數據：

時間/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內用N₂O₄表示的平均反應速率為0.002mol•L^-1•s^-1；298K時該反應的平衡轉化率=75%；反應進行至100s后將反應混合物的溫度降低，混合氣體的顏色變淺（填“變淺”、“變深”或“不變”）；
（3）298K時，反應2NO₂（g）?N₂O₄（g）；△H＜0達到平衡后，根據下列圖象判斷引起平衡移動的因素及平衡移動的方向：

圖（2）平衡將向正反應方向移動；圖（3）引起平衡移動的因素是減小壓強，圖（4）引起平衡移動的因素是升高溫度．

Answer 1

分析 （1）該反應為吸熱反應，根據溫度對平衡移動的影響判斷平衡常數的大小；
（2）先根據二氧化氮物質的量計算20s內反應的四氧化二氮的物質的量，進而計算20s時容器內四氧化二氮的物質的量，再計算20s～40s參加反應的四氧化二氮的物質的量，再根據速率定義式計算四氧化二氮的平均反應速率；根據平衡轉化率=$\frac{已轉化的物質的量}{起始的物質的量}$×100%；該反應正反應是吸熱反應，降低溫度平衡向逆反應方向移動，NO₂濃度減小；
（3）根據圖（2）可知，t₁時逆反應速率大于正反應速率，由圖（3）可知，t₁時正逆反應速率都減小，且逆反應速率大于正反應速率，平衡逆向移動，由圖（4）可知，t₁時正逆反應速率都增大，且逆反應速率大于正反應速率，平衡逆向移動，據此答題．

解答 解：（1）該反應為吸熱反應，升高溫度，平衡向正反應方程移動，平衡常數增大，所以K₃＞K₁＞K₂，
故答案為：K₃＞K₁＞K₂；
（2）20s時△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參加反應的四氧化二氮的物質的量為0.28mol-0.2mol=0.08mol，所以20s-40s內用N₂O₄表示的平均反應速率為$\frac{\frac{0.08mol}{2L}}{20s}$=0.002mol/（L•S）；
              N₂O₄（g）?2NO₂（g）
起始（mol）    0.40       0
已轉化（mol）  0.30      0.60
平衡（mol）    0.10      0.60
N₂O₄的平衡轉化率=$\frac{0.30}{0.40}$×100%=75%；
該反應正反應是吸熱反應，降低溫度平衡向逆反應方向移動，NO₂濃度減小，氣體的顏色變淺，
故答案為：0.002；75%；變淺；
（3）根據圖（2）可知，t₁時逆反應速率大于正反應速率，所以此時反應逆向進行，由圖（3）可知，t₁時正逆反應速率都減小，且逆反應速率大于正反應速率，平衡逆向移動，所以此時改變的條件是減小壓強，由圖（4）可知，t₁時正逆反應速率都增大，且逆反應速率大于正反應速率，平衡逆向移動，此時改變的條件是升高溫度，
故答案為：正反應；減小壓強，升高溫度．

點評 本題考查化學平衡圖象、化學反應速率及化學平衡影響因素，題目難度中等，注意掌握溫度、壓強、濃度、催化劑等對化學反應速率、化學平衡以及對平衡常數的影響，試題側重考查學生讀圖提取信息能力與知識遷移運用能力．