Question

現有一可導熱體積固定的密閉容器A，和一可導熱容積可變的容器B．關閉K₂，將等量且少量的NO₂通過K₁、K₃分別充入A、B中，反應起始時，A、B的體積相同．（已知：2NO₂?N₂O₄；△H＜0）
（1）一段時間后，反應達到平衡，此時A、B中生成的N₂O₄的速率是V_A

＜

V_B．（填“＞”、“＜”、“=”）；若打開活塞K₂，氣球B將

變小

（填：變大、變小、不變）．
（2）若在A、B中再充入與初始量相等的NO₂，則達到平衡時，NO₂的轉化率α_A將

增大

 （填增大或減小、不變）；若通入等量的Ne氣，則達到平衡時，A中NO₂的轉化率將

不變

，B中NO₂的轉化率將

變小

（填：變大、變小、不變）．
（3）室溫下，若A、B都保持體積不變，將A套上一個絕熱層，B與外界可以進行熱傳遞，則達到平衡時，

A

中的顏色較深．
（4）若在容器A中充入4.6g的NO₂，達到平衡后容器內混合氣體的平均相對分子質量為57.5，則平衡時N₂O₄的物質的量為

0.02mol

．

Answer 1

分析：（1）容器A體積不變，隨反應進行，反應混合氣體的物質的量減小，容器A中壓強降低，容器B體積可變，壓強不變，壓強越大，反應速率越快；根據A中壓強小于B中的壓強來分析；
（2）保持容器容積不變，通入一定量的NO₂，等效為增大壓強到達的平衡，增大壓強平衡向氣體體積減小的方向移動，據此判斷；保持壓強不變，通入氖氣使體系的容積增大一倍，反應混合物的濃度降低，相當于為降低壓強，平衡向氣體體積增大的方向移動；
（3）該反應為放熱反應，A套上一個絕熱層，溫度升高，平衡逆向移動，NO₂的濃度增大；
（4）先根據公式求出n（NO₂）=

m

M

，再利用三段式和混合氣體的平均相對分子質量求出平衡時N₂O₄的物質的量．

解答：解：（1）容器A中壓強降低，容器B體壓強不變，壓強越大，反應速率越快，故v（A）＜v（B），A中壓強小于B中的壓強，打開旋塞K，氣球B的壓強減小，體積減小，
故答案為：＜；變小；
（2）保持容器容積不變，通入一定量的NO₂，等效為增大壓強到達的平衡，增大壓強平衡向正反應方向移動，NO₂的轉化率將增大，故答案為：增大；
保持壓強不變，通入氖氣使體系的容積增大一倍，反應混合物的濃度降低，相當于為降低壓強，平衡向逆反應方向移動，達到平衡時NO₂的轉化率減小，故答案為：變小；
（3）該反應為放熱反應，A套上一個絕熱層，溫度升高，平衡逆向移動，NO₂的濃度增大，顏色變深，故答案為：A；
（4）設參加反應的二氧化氮為xmol，n（NO₂）=

m

M

=

4.6g

46g/mol

=0.1mol
           2NO₂ ?N₂O₄
起始的量：0.1mol   0
反應的量：x         

x

2

 
平衡的量：0.1-x      

x

2

平衡時平均相對分子質量=

4.6

0.1-x+ x 2

=57.5，所以x=0.04mol，所以平衡時平衡時N₂O₄的物質的量為：

x

2

=0.02mol，
故答案為：0.02mol．

點評：本題考查壓強、溫度、濃度對化學平衡的影響，難度中等，構建平衡建立的等效途徑是解題的關鍵．