Question

在某温度下，分别向容积相等的甲、乙两容器中通入0.6mol N₂O₄气体，立即出现红棕色，此反应为吸热反应，反应过程中，在甲容器保持体积不变，乙容器保持压强不变，乙容器达到平衡时，混合气体中各物质的物质的量相等．请回答下列问题：
（1）容器中气体出现红棕色的原因是（用化学方程式表示）

 

，
（2）反应达到平衡时，两容器中所需要的时间：甲

 

乙（填“＞”、“＜”或“=”）
（3）乙容器中反应达到平衡时，N₂O₄的转化率

 

．
（4）若使甲、乙两容器中反应达到平衡时N₂O₄的浓度相等，不能采取的措施是

 

（填序号）．
A．保持温度不变适当压缩乙容器的体积
B．保持容器体积不变，适当升高甲容器的温度
C．保持容器体积不变，向容器中通入适量的N₂O₄．

Answer 1

考点：化学平衡的影响因素

专题：

分析：（1）N₂O₄气体发生反应生成NO₂，NO₂气体是红棕色气体；
（2）乙始终恒压，反应慢，进行的程度大，时间长，吸收能量多，而甲恒容，压强增大，反应快，进行程度小，时间短，吸收能量少；
（3）乙容器达到平衡时，混合气体中各物质的物质的量相等，
    则N₂O₄?2NO₂，
开始  0.6    0
转化    x    2x
平衡  0.6-x  2x
则0.6-x=2x
解得x=0.2mol，以此计算转化率；
（4）乙始终恒压，反应慢，进行的程度大，而甲恒容，压强增大，反应快，进行程度小，所以甲中平衡时N₂O₄的浓度比乙大，使甲、乙两容器中反应达到平衡时N₂O₄的浓度相等，则甲向正反应方向移动或者乙向逆反应方向移动来分析；

解答： 解：（1）容器中气体出现红棕色的原因是因为N₂O₄气体发生反应生成NO₂，NO₂气体是红棕色气体；反应的化学方程式为N₂O₄?2NO₂，故答案为：N₂O₄?2NO₂；
（2）达到平衡时，乙容器是恒温恒压容器，反应慢，进行的程度大，时间长，甲容器是恒温恒容，压强增大，反应快，进行程度小，时间短，乙容器中反应所需的时间大于甲容器；故答案为：＜；
（3）乙容器达到平衡时，混合气体中各物质的物质的量相等，
    则N₂O₄?2NO₂，
开始  0.6    0
转化    x    2x
平衡  0.6-x  2x
则0.6-x=2x
解得x=0.2mol，所以N₂O₄的转化率为

0.2

0.6

×100%=33.3%；故答案为：33.3%；
（4）乙始终恒压，反应慢，进行的程度大，而甲恒容，压强增大，反应快，进行程度小，所以甲中平衡时N₂O₄的浓度比乙大，使甲、乙两容器中反应达到平衡时N₂O₄的浓度相等，则甲向正反应方向移动或者乙向逆反应方向移动，所以
A．保持温度不变适当压缩乙容器的体积，乙的压强增大，平衡向逆反应方向移动，故正确；
B．保持容器体积不变，适当升高甲容器的温度，平衡向正反应方向移动，故正确；
C．保持容器体积不变，向容器中通入适量的N₂O₄，未指明是甲还是乙中，故错误；
故选：AB．

点评：本题考查了化学反应速率的判断、转化率的计算以及平衡移动的分析，主要是恒温恒压容器，恒温恒容容器中反应的变化和反应快慢，理解恒压条件是解题关键，题目难度中等．