Question

(創新預測題)(1)在100 ℃恒溫條件下將0.100 mol的N₂O₄充入體積為1 L的真空密閉容器中，發生反應：N₂O₄(g)2NO₂(g)　ΔH＞0。隔一定時間對該容器內的物質進行分析，得到如下數據：

t/s c/(mol·L－1)	0	20	40	60	80	100
c(N2O4)/(mol·L－1)	0.100	a	0.5b	0.4b
c(NO2)/(mol·L－1)	0	0.060	b	c1	c2	c3

 
請回答下列問題：
①表中a＝______，在0～20 s內N₂O₄的平均反應速率為_______mol·(L·s)^－1。
②已知100 ℃時該反應的平衡常數為0.36，則表中b、c₁、c₂的大小關系為________，c₃＝________mol·L^－1，達到平衡時N₂O₄的轉化率為_________________。
(2)室溫下，把SiO₂細粉放入蒸餾水中，不斷攪拌，能形成H₄SiO₄溶液，反應原理如下：
SiO₂(s)＋2H₂O(l)H₄SiO₄(aq)　ΔH
①寫出該反應的化學平衡常數K的表達式：________________________________。
②實際上，在地球的深處，由于壓強很大，固體、液體都會受到影響。在一定溫度下，在10 000 m以下的地球深處，上述反應的方向是________(填“正方向”、“逆方向”或“不移動”)，理由是______________________________________。

Answer 1

(1)①0.070　1.5×10^－3　②b＜c₁＝c₂(或c₁＝c₂＞b)　0.120　60%　(2)①K＝c(H₄SiO₄)　②正方向　由于固體、液體都會受到大氣壓強的影響，故此時K的表達式應為K＝，增大壓強時，平衡向正反應方向移動

(1)根據表中數據和反應方程式可得(0.100－a)∶0.060＝1∶2，解得a＝0.070；由(0.100－0.5b)∶b＝1∶2，解得b＝0.100；由(0.100－0.4b)∶c₁＝1∶2，解得c₁＝0.120，此時＝0.36，即第60 s時反應已達平衡狀態。
(2)①由于情境陌生，在書寫化學平衡常數K的表達式時容易把水和二氧化硅寫上。仔細審題會發現二氧化硅是固體，由于H₄SiO₄溶液的濃度很小，水的濃度可看成常數，故K＝c(H₄SiO₄)。
②壓強增大，分析平衡移動的方向，注意在壓強很大的條件下，此時壓強對固體、液體的影響不能忽略不計。