Question

【題目】已知NO2和N2O4可以相互轉(zhuǎn)化：反應(yīng)2NO2（g）N2O4（g）△H＝﹣57.2kJ/mol。

（1）一定溫度下，現(xiàn)將1molN2O4充入一恒壓密閉容器中，下列示意圖正確且能說(shuō)明反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)的是___（填序號(hào)，下同）。

（2）若反應(yīng)2NO2（g）N2O4（g）在體積為1L的恒容密閉容器中進(jìn)行，保持溫度不變，達(dá)到平衡后，向反應(yīng)容器中再充入少量N2O4，平衡向___移動(dòng)（填“左”、“右”或“不”），重新平衡后和原平衡相比，混合氣體顏色___（填“變深”“變淺”或“不變”），N2O4 的體積分?jǐn)?shù)___（填“增大”、“減小”或“不變”）。

（3）一定溫度下，向容積為20L的密閉容器中充入1molNO2氣體，發(fā)生反應(yīng)2NO2（g）N2O4（g），反應(yīng)中測(cè)得相關(guān)數(shù)據(jù)如表所示：

反應(yīng)時(shí)間/min	0	10	20	30	40	50
氣體相對(duì)分子質(zhì)量	46	57	64	69	69	69

①此條件下該反應(yīng)的化學(xué)平衡常數(shù)K＝___。

②在50min末，向容器中加入molNO2，若要保持平衡不發(fā)生移動(dòng)，應(yīng)加入N2O4為___mol。

Answer 1

【答案】①④ 左 變深 增大 60

【解析】

（1）未達(dá)到平衡狀態(tài)時(shí)體系中某些值是不斷變化的，當(dāng)這些值不變時(shí)可說(shuō)明反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)；

（2）二氧化氮?dú)怏w為紅棕色，若二氧化氮濃度增大，則顏色加深；

（3）①平衡常數(shù)K=；

②濃度商等于平衡常數(shù)時(shí)平衡不發(fā)生移動(dòng)；

（1）a.該反應(yīng)是體積變化的反應(yīng)，密閉容器中氣體質(zhì)量不變，所以密度不變，說(shuō)明達(dá)到了平衡狀態(tài)，故①正確；

b.反應(yīng)熱△H與化學(xué)反應(yīng)方程式有關(guān)，是不變化的，所以△H始終不變，不能判斷是否達(dá)到平衡狀態(tài)，故②錯(cuò)誤；

c.根據(jù)正反應(yīng)速率大小關(guān)系，無(wú)法判斷同一物質(zhì)的正逆反應(yīng)速率是否相等，故③錯(cuò)誤；

d.四氧化二氮的轉(zhuǎn)化率不變，說(shuō)明四氧化二氮的濃度不變，說(shuō)明反應(yīng)達(dá)到了平衡狀態(tài)，故④正確；

故答案為：①④；

（2）可逆反應(yīng)為2NO2（g）N2O4（g），達(dá)到平衡后，向反應(yīng)容器中再充入少量N2O4，生成物濃度增大，平衡向左移動(dòng)，c（NO2）增大，混合氣體顏色變深，恒容密閉容器中體積不變時(shí)可看成增大壓強(qiáng)，壓強(qiáng)增大時(shí)平衡正向移動(dòng)，導(dǎo)致N2O4的體積分?jǐn)?shù)增大，故答案為：左；變深；增大；

（3）①反應(yīng)2NO2（g）N2O4（g）的三段式為，

混合氣體的物質(zhì)為46g，平衡時(shí)，混合氣體的相對(duì)分子質(zhì)量為69，即69（1﹣2x+x）＝46，x＝mol，c（NO2）＝c（N2O4）＝＝mol/L，

② 該反應(yīng)的化學(xué)平衡常數(shù)K＝＝＝60，故答案為：60；

②設(shè)平衡時(shí)N2O4的濃度為c（N2O4），向容器中加入molNO2，此時(shí)c（NO2）＝＝0.05mol/L，化學(xué)平衡常數(shù)K＝＝＝60，則c（N2O4）＝0.15mol/L，n（N2O4）＝cV＝20L×0.15mol/L＝3mol，所以應(yīng)加入N2O4的物質(zhì)的量為3mol﹣mol＝mol，故答案為：。