Question

4．已知：2NO₂（g）?N₂O₄（g）△H=-52.7kJ/mol，某課外活動小組為了探究溫度和壓強(qiáng)對化學(xué)平衡的影響，做了如下兩組實驗：
Ⅰ．該小組的同學(xué)取了兩個燒瓶A和B，分別加入相同濃度的NO₂與N₂O₄的混合氣體，中間用夾子夾緊，并將A和B浸入到已盛有水的兩個燒杯中（如圖所示），然后分別向兩個燒杯中加入濃硫酸和NH₄NO₃固體．
請回答：
（1）A中的現(xiàn)象是氣體顏色加深（填“加深”或“變淺”，下同）；B中的現(xiàn)象是氣體顏色變淺；
（2）由此可知，降低溫度，該化學(xué)平衡向正（填“正”或“逆”）反應(yīng)方向移動；
（3）該化學(xué)反應(yīng)的濃度平衡常數(shù)表達(dá)式為K=$\frac{c（{N}_{2}{O}_{4}）}{{c}^{2}（N{O}_{2}）}$．
Ⅱ．在三支容積均為30cm³針筒中分別抽入10cm³NO₂與N₂O₄的混合氣體，將針筒前端封閉．
（1）將第二支針筒活塞迅速推至5cm³處，此時氣體的顏色變深，一段時間后氣體顏色又變淺了，但仍比第一支針筒氣體的顏色深．
①最初推進(jìn)針筒后顏色變深的原因是：針筒的容積減小，NO₂濃度增大
②一段時間后氣體顏色又變淺的原因是：增大壓強(qiáng)后該平衡向正（填“正”或“逆”）反應(yīng)方向移動；
（2）將第三支針筒活塞拉至20cm³處，觀察到的現(xiàn)象是：氣體的顏色先變淺（填“深”或“淺”，下同），一段時間后氣體顏色又變深，但仍比第一支針筒氣體的顏色淺．
①在此過程中，該反應(yīng)的化學(xué)平衡常數(shù)將不變 （填“增大”、“減小”或“不變”，下同）
②NO₂的轉(zhuǎn)化率將減小．

Answer 1

分析 Ⅰ．（1）濃硫酸稀釋時放出熱量，導(dǎo)致溶液的溫度升高，硝酸銨溶解時吸收熱量，導(dǎo)致溶液的溫度降低，升高溫度平衡向吸熱方向移動，降低溫度，平衡向放熱方向移動；
（2）根據(jù)氣體顏色的變化確定移動方向；
（3）平衡常數(shù)等于生成物與反應(yīng)物濃度冪的比值；
Ⅱ．（1）減小體積，二氧化氮的濃度增大，則氣體顏色加深，同時增大氣體壓強(qiáng)，根據(jù)勒夏特列原理分析解答；
（2）體積變大，二氧化氮的濃度降低，顏色變淺；體積變大，壓強(qiáng)減小，平衡向著氣體體積增大的方向移動，顏色變深；化學(xué)平衡只是減弱外界的影響，顏色比第一支針筒淺；
①溫度不變，化學(xué)平衡常數(shù)不變；
②根據(jù)平衡移動方向判斷二氧化氮的轉(zhuǎn)化率的變化．

解答 Ⅰ．（1）濃硫酸稀釋時放出熱量，導(dǎo)致溶液的溫度升高，硝酸銨溶解時吸收熱量，導(dǎo)致溶液的溫度降低，反應(yīng)2NO₂（g）?N₂O₄（g）是放熱反應(yīng)，A燒杯中，升高溫度，平衡向逆反應(yīng)方向移動，二氧化氮氣體濃度增大，氣體顏色加深，降低溫度，平衡向正反應(yīng)方向移動，二氧化氮濃度降低，所以氣體顏色變淺，故答案為：加深； 變淺；
（2）由以上分析知，降低溫度，氣體顏色變淺，說明平衡向正反應(yīng)方向移動，故答案為：正；
（3）平衡常數(shù)等于生成物與反應(yīng)物濃度冪的比值，K=$\frac{c（{N}_{2}{O}_{4}）}{{c}^{2}（N{O}_{2}）}$，故答案為：$\frac{c（{N}_{2}{O}_{4}）}{{c}^{2}（N{O}_{2}）}$；
Ⅱ．（1）①氣體體積由10cm³迅速推至5cm³處，氣體體積減小，氣體的體積減小時，NO₂濃度增大，則氣體顏色加深，
故答案為：針筒的容積減小，NO₂濃度增大；
 ②氣體體積減小，則氣體壓強(qiáng)增大，平衡向正反應(yīng)方向移動，二氧化氮濃度降低，所以氣體顏色變淺，故答案為：正；
（2）體積變大，二氧化氮的濃度降低，顏色變淺；體積變大，壓強(qiáng)減小，平衡向著氣體體積增大的方向移動，顏色變深；化學(xué)平衡只是減弱外界的影響，顏色比第一支針筒淺；
①化學(xué)平衡常數(shù)只與溫度有關(guān)，溫度不變，化學(xué)平衡常數(shù)不變；
②化學(xué)平衡向著氣體體積增大的方向移動，即向著生成NO₂的方向移動，則NO₂轉(zhuǎn)化率降低，
故答案為：淺；  深；  淺；①不變； ②減�。�

點評 本題考查了溫度、壓強(qiáng)對化學(xué)平衡的影響，為高頻考點，側(cè)重考查學(xué)生的分析能力和實驗?zāi)芰�，難度不大，根據(jù)勒夏特里原理來分析解答即可．