Question

3．（1）將充滿NO₂氣體的密閉燒瓶浸入冰水中，燒瓶內氣體顏色變淺（填“變深”、“不變”或“變淺”），請用平衡移動原理說明變化原因2NO₂?N₂O₄△H＜0，降低溫度，平衡向放熱方向即正反應方向移動，導致二氧化氮氣體的濃度降低；
（2）在80℃時，將0.40mol N₂O₄氣體充入2L已經抽空的固定容積的密閉容器中發生反應，隔一段時間對該容器內的物質進行分析，得到如表數據：

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

①計算a=0.28mol，此溫度時該反應的平衡常數K=1.8mol/L；
②改變條件使反應重新達到平衡，能使$\frac{c（N{O}_{2}）}{c（{N}_{2}{O}_{4}）}$值變小的措施有（填序號）A．
A．增大N₂O₄的起始濃度  B．升高溫度    C．使用高效催化劑   D．向混合氣體中通入稀有氣體．

Answer 1

分析 （1）二氧化氮和四氧化二氮之間存在平衡轉化2NO₂?N₂O₄是放熱反應；降低溫度，平衡向放熱方向移動，根據二氧化氮氣體濃度變化判斷氣體顏色變化；
（2）①生成0.24mol二氧化氮需要0.12mol四氧化二氮分解；據K=$\frac{生成物濃度系數冪次方}{反應物濃度系數冪次方}$計算；
②若使$\frac{c（N{O}_{2}）}{c（{N}_{2}{O}_{4}）}$值變小，需使平衡向逆反應方向移動即可．

解答 解：（1）2NO₂?N₂O₄ △H＜0，是放熱反應，降低溫度，平衡向放熱方向即正反應方向移動，導致二氧化氮氣體的濃度降低，氣體的顏色變淺．
故答案為：變淺；2NO₂?N₂O₄△H＜0，降低溫度，平衡向放熱方向即正反應方向移動，導致二氧化氮氣體的濃度降低；
（2）①生成0.24mol二氧化氮需要0.12mol四氧化二氮分解，a=0.40mol-0.12mol=0.28mol；
結合化學平衡三段式列式計算
            N₂O₄（g）═2NO₂（g）
起始量（mol） 0.4       0
變化量（mol） 0.3      0.6
平衡量（mol） 0.1      0.6
K=$\frac{生成物濃度系數冪次方}{反應物濃度系數冪次方}$=$\frac{（\frac{0.6mol}{2L}）^{2}}{\frac{0.1mol}{2L}}$=1.8，
故答案為：0.28mol；1.8；
②若使$\frac{c（N{O}_{2}）}{c（{N}_{2}{O}_{4}）}$值變小，需使平衡向逆反應方向移動，
A、增大N₂O₄的起始濃度，按勒夏特列原理，平衡移動的結果只能減弱這種改變，不能消除，所以，c（NO₂）/c（N₂O₄）值變小，故A正確；
B、升高溫度會使平衡向生成二氧化氮的方向移動，會使c（NO₂）/c（N₂O₄）值變大，故B錯誤；
C、催化劑只能加快化學反應速率，不會影響平衡移動，故C錯誤；
D、向混合氣體中通入稀有氣體，反應物和生成物濃度不變，不影響平衡移動，c（NO₂）/c（N₂O₄）值不變，故D錯誤；
故答案為：A．

點評 本題考查了平衡常數的計算和平衡移動的判斷，題目難度不大．