Question

【題目】（10分）A是由導熱材料制成的密閉容器,B是一耐化學腐蝕且易于傳熱的氣球.

關閉K2,將等量且少量的NO2通過K1、K3分別充入A、B中，反應開始時，A、B的體積相同。已知：2NO2（g）N2O4（g） △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“＜”、“＞”或“=”）；若打開活塞K2，氣球B將 （填“變大”、“變小”或“不 變”，下同）。

（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 。

若通入等量的Ne氣，則達到平衡時，A中NO2的轉化率將 ，B中NO2的轉化率將 。

（3）室溫時，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， 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壓強為原來的80%，試求出平衡時NO2的轉化率（寫出計算過程）

Answer 1

【答案】（10分）（1）< 變小（2）增大 不變 變小（3）A （4）40%

【解析】（1）A容器相當于恒溫恒容，B容器相當于恒溫恒壓；而2NO2（g）N2O4（g） △H＜0；隨反應的不斷進行，A容器內壓強逐漸變小，B容器內壓強不變易使平衡向正反應方向移動，所以A、B中生成的N2O4的速率是V（A）<V（B）；由于A容器內氣體壓強會不斷減小，而B容器內氣體壓強不變，所以，當打開K3時，氣球B會變小。

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，因加入NO2濃度增大平衡將向正反應方向移動，且由于加入NO2使容器內壓強增大，從而使平衡向正反應方向移動，故當達到平衡時，NO2的轉化率α（A）將增大；若通入等量的Ne氣，則達到平衡時，A中NO2的轉化率不變，因為從表面上看，A容器內壓強增大了，但容器內各組成的濃度沒度，平衡不移動，轉化率即也不變；B容器為保持壓強不變，體積必然會增大，導致體系內各組分的濃度降低，平衡會向逆反應方向移動，轉化率將變小。

B容器的現象可看成是在A容器的基礎上降溫，平衡將向正反應方向移動，即B容器內NO2氣體的濃度將比A容器內NO2氣體的濃度低，顏色將更淺。

在相同條件下，體系內壓強之比=物質的量之比，4.6g的NO2的物質的量為0.2mol;

2NO2（g）N2O4（g） △H＜0

0.2mol 0

2x x

0.2mol-2x x

得：（0.2mol-2x+x)/0.2mol

得： x=0.04mol

所以NO2的轉化率為：（2x0.04mol）/0.2mol=40%