Question

【題目】如圖為實驗室利用少量Cu片和過量濃硝酸制取NO2氣體的裝置。

(1)燒瓶中產生氣體的顏色是_________；

(2)反應結束后，將燒瓶浸入冰水中，發生反應2NO2（g）N2O4（g）ΔH=-53kJ/mol。此時燒瓶內氣體顏色______（填“變深”、“不變”或“變淺”），使用相關化學用語和必要的文字說明顏色變化的原因__________________________________。

(3)在80℃時，將0.40molN2O4氣體充入2L已經抽成真空的固定容積的密閉容器I中發生反應，隔一段時間對該容器內的物質進行分析，得到如下數據：

時間/s	0	20	40	60	80	100
n(N2O4)/mol	0.40	a	0.20	c	d	e
n(NO2)/mol	0.00	0.24	b	0.52	0.60	0.60

①計算a＝_________，此溫度時該反應（N2O4作為反應物）的平衡常數K＝_________。

反應達平衡時，共吸收熱量________kJ。

②在其他條件不變時，改變條件，使反應再次達到平衡，能使c(NO2)/c(N2O4)比值變小的措施有（填字母）________。

A．降低溫度 B．使用高效催化劑

C．升高溫度 D．通入稀有氣體，使容器內壓強增大

Answer 1

【答案】紅棕色 變淺 因為體系中存在2NO2N2O4ΔH<0，降低溫度，平衡正向移動，c(NO2)降低，故顏色變淺 0.28 1.8 15.9 A

【解析】

(1)燒瓶中濃硝酸與銅反應生成二氧化氮氣體，故產生氣體的顏色是紅棕色；

(2)反應結束后，將燒瓶浸入冰水中，因為體系中存在2NO2N2O4ΔH<0，降低溫度，平衡正向移動，c(NO2)降低，故顏色變淺；

（3）根據反應方程式可知，a=0.40-；由表中數據可知80s時，反應達平衡狀態，以上方法計算可知d=e=0.1mol，故c（N2O4）==0.05mol/L，c（NO2）==0.3mol/L，所以該溫度下平衡常數k=mol/L=1.8mol/L；

已知反應2NO2（g）N2O4（g）ΔH=-53kJ/mol，則有N2O4（g）2NO2（g）ΔH=+53kJ/mol，反應達平衡時生成0.6mol二氧化氮，共吸收熱量kJ；

②要使c(NO2)/c(N2O4)比值變小，則平衡2NO2（g）N2O4（g）ΔH=-53kJ/mol向正反應方向移動，A．降低溫度，平衡向放熱反應的正反應方向移動，選項A正確；B．使用高效催化劑，催化劑不能使平衡移動，比值不變，選項B錯誤；C．升高溫度，平衡向吸熱反應的逆反應方向移動，選項C錯誤；D．通入稀有氣體，使容器內壓強增大，恒容條件下參與反應的物質的濃度不變，平衡不移動，比值不變，選項D錯誤。答案選A。