Question

一定溫度下，在溶劑為1L的密閉容器內放入2molN₂O₄和8molNO₂，發生如下反應2 NO₂(紅棕色)N₂O₄(無色) △H＜0反應中NO₂、N₂O₄的物質的量隨反應時間變化的曲線如下圖，按下列要求作答：

（1）在該溫度下，反應的化學平衡常數表達式為：                          。
（2）若t₁＝10s，t₂＝20s，計算從t₁至t₂時以N₂O₄表示的反應速率：                 mol· L^-1· s^-1。
（3）圖中t₁、t₂、t₃哪一個時刻表示反應已經達到平衡？答：               。
（4）t₁時，正反應速率         （填“＞”、“＜”或“＝”）逆反應速率。
（5）維持容器的溫度不變，若縮小容器的體積，則平衡向         移動（填“正反應方向”、“逆反應方向”或“不變”）
（6）維持容器的體積不變，升高溫度，達到新平衡時體系的顏色   （填“變深”、“變淺”或“不變”）。

Answer 1

⑴K＝ ⑵0．1 ⑶t₃   ⑷＞ ⑸正反應方向  ⑹變深

試題分析：（1）化學平衡常數，是指在一定溫度下，可逆反應達到平衡時各生成物濃度的化學計量數次冪的乘積除以各反應物濃度的化學計量數次冪的乘積所得的比值，因此可逆反應2NO₂N₂O₄的平衡常數表達式K＝。
（2）由圖可知，從t₁至t₂時N₂O₄的物質的量變化量為4mol-3mol=1mol，其濃度變化量為1mol/L，時間是20s－10s＝10s，所以故v（N₂O₄）=1mol/L÷10s＝0．1mol/（L?s）。
（3）到達平衡時，反應混合物各組分的物質的量不發生變化，由圖象可知，t₃時刻處于平衡狀態，故答案為：t₃。
（4）t₁時刻后，NO₂濃度降低，N₂O₄濃度增大，未到達平衡狀態，反應向正反應進行，故正反應速率大于逆反應速率，故答案為：＞。
（5）維持容器的溫度不變，縮小容器的體積，壓強增大，平衡向體積減小的方向移動，即向正反應方向移動，故答案為：正反應方向。
（6）維持容器的體積不變，升高溫度，平衡向逆反應移動，NO₂濃度增大，混合氣體顏色變深，故答案為：變深。