Question

18．已知反應：2NO₂（g）?N₂O₄（g），△H＜0，為了探究溫度對化學平衡的影響，有人做了如圖實驗：把NO₂和N₂O₄的混合氣體通入甲、乙兩個連通的燒瓶里，然后用夾子夾住橡皮管，把兩燒瓶分別浸入兩個分別盛有500mL 6mol/L的HCl溶液和盛有500mL蒸餾水的燒杯中（兩燒杯中溶液的溫度相同）．
（1）該實驗用兩個經導管連通的燒瓶，其設計意圖是使兩個燒瓶中可逆反應的起始平衡狀態完全相同，便于對比．
（2）向燒杯甲的溶液中放入125g NaOH固體，同時向燒杯乙中放入125g硝酸銨晶體，攪拌使之溶解．甲燒瓶內氣體的顏色將變深，原因是NaOH溶解放熱，中和HCl也放熱，使甲瓶氣體溫度升高，平衡逆向移動，c（NO_2）增大；乙燒瓶內氣體的顏色將變淺，原因是NH₄NO₃溶解吸熱，乙燒瓶氣體的溫度降低，平衡2NO₂，N₂O₄向正反應方向移動，使NO₂的濃度減小．
（3）該實驗欲得出的結論是升溫平衡向吸熱方向移動，降溫平衡向放熱反應方向移動．
（4）某同學認為該實驗的設計并不完全科學，他指出此時影響化學平衡的因素不止一個，你認為他所指的另一個因素是壓強．

Answer 1

分析 （1）試驗中用兩個經導管連通的燒瓶，可以使兩個燒瓶的起始狀態完全相同，起到對照作用；
（2）根據溫度對化學平衡的影響分析，氫氧化鈉溶解和鹽酸中和反應都使溶液溫度升高，硝酸銨溶解溶液溫度降低，2NO₂（g）?N₂O₄（g）△H＜0，依據化學平衡移動原理分析，升溫平衡向吸熱方向進行，降溫平衡向放熱反應方向進行，二氧化氮是紅棕色氣體，四氧化二氮是無色氣體；
（3）根據溫度對可逆反應的影響進行分析；
（4）該反應中有氣體參與，溫度改變后氣體體積也改變，壓強也會影響化學平衡．

解答 解：（1）該實驗用兩個經導管連通的燒瓶，確兩個個燒瓶中可逆反應的起始平衡狀態完全相同，便于對比，
故答案為：使兩個燒瓶中可逆反應的起始平衡狀態完全相同，便于對比；
（2）因NaOH溶于水以及與NaOH與HCl的反應都是放熱反應，所以燒杯甲的溶液的溫度升高，溫度升高，平衡2NO₂（g）?N₂O₄（g）△H＜0向吸熱方向移動，即逆反應方向移動，NO₂濃度增大，顏色加深；
因NH₄NO₃溶于水是吸熱的，使體系溫度降低，使平衡2NO₂（g）?N₂O₄（g）△H＜0向放熱熱方向移動，即反應方向移動，NO₂濃度減小，顏色變淺，
故答案為：變深；NaOH溶解放熱，中和HCl也放熱，使甲瓶氣體溫度升高，平衡逆向移動，c（NO_2）增大；變淺；NH₄NO₃溶解吸熱，乙燒瓶氣體的溫度降低，平衡2NO₂，N₂O₄向正反應方向移動，使NO₂的濃度減小；
（3）根據實驗現象可知，改變溫度后化學平衡發生移動：升溫平衡向吸熱方向移動，降溫平衡向放熱反應方向移動，
故答案為：升溫平衡向吸熱方向移動，降溫平衡向放熱反應方向移動；      
（4）該反應中，改變溫度后，容器內氣體的壓強也會改變，而壓強對該可逆反應同樣會產生影響，所以該實驗設計并不完全科學，
故答案為：壓強．

點評 本題考查了影響化學平衡的因素，題目難度中等，注意掌握溫度、壓強、濃度對因素對化學平衡的影響，試題側重考查學生的分析、理解能力及化學實驗能力．