Question

化学平衡问题~~~~~~~~~~~~

（9分）A是由导热材料制成的密闭容器,B是一耐化学腐蚀且易于传热的气球.关闭K2,将等量且少量的NO2通过K1、K3分别充入A、B中，反应开始时，A、 B的体积相同。已知：2NO2（g）N2O4（g） △H＜0。

（1）一段时间后，反应达到平衡，此时A、B中生成的N2O4的速率是V（A）___V（B）（填“＜”、“＞”或“=”）；若打开活塞K2，气球B将_____（填“变大”、“变小”或“不变”，下同）。

（2）若在A、B中再充入与初始量相等的NO2，则达到平衡时，NO2的转化率α（A）将____；若通入等量的Ne气，则达到平衡时，A中NO2的转化率将_______，B中NO2的转化率将_______。

（3）室温时，若A、B都保持体积不变，将A套上一个绝热层，B与外界可以进行热传递，则达到平衡时，_______中的颜色较深。

（4）若在容器A中充入4.6g的NO2，达到平衡后容器内混合气体的平均相对分子质量为57.5，则平衡时N2O4的物质的量为________。
主要是讲第一问第二个小空 为什么气球会变小！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！

Answer 1

注意一点，虽然左右两边起始时都是等体积等量气体，而且都是导热材料，但是，左边的空间大小是固定的；而右边是气球，体积不固定，但是压强固定，恒等于外界气压。
反应开始时，A、 B的体积相同，说明两边的气压都是大气压。
2NO2（g）==N2O4（g） △H＜0 说明二氧化氮生成四氧化二氮的反应是放热的。

（1）随着反应的进行，A由于体积不变，其中的气压降低，反应速率会因压强的减少下降（同时也会因二氧化氮分压的降低而减慢）；而B的压强始终等于大气压，因此B中的反应速率只会因二氧化氮分压的降低而减慢，因此A的速率降低速度大于B，所以一段时间后【vA<vB】。
而且由于B的气压（始终等于大气压）大于A的气压（初始是等于大气压，随着反应的进行而降低），因此打开活塞后B中的气体会涌向A，使【B的体积减小】
（2）冲入等量NO2，相当于增加了压强，所以α（A）将增大；若通入等量的Ne，则达到平衡时，尽管总压强增大，但是反应物的分压没变，所以A中NO2的转化率不变。同理，B中NO2的转化率将降低（因为冲入氖气后总压强没变，相对地，反应物的分压降低）。
（3）因为AB都保持了体积不变，因此如果两边都不隔热，则两边的NO2转化率相同。但是A侧套上的绝热层，而由于NO2生成N2O4是放热的，所以绝热之后A的温度会上升，导致NO2的转化率下降，因此A中会剩下更多的NO2，所以【A的颜色深】。
（4）4.6克NO2是0.1mol，所以N元素总共是0.1mol
设反应消耗了NO2 x mol，那么生成的四氧化二氮是x/2 mol，剩下的二氧化氮是（0.1-x）mol
46(0.1-x)+92*x/2=57.5*(0.1-x+x/2)
x=0.04
生成四氧化二氮x/2=0.02mol

Answer 2

（1）第二个小空、由于存在可逆反应2NO2（g）==N2O4（g），随反应进行B气体减少，体积减小，A气体减少，但体积不变，则A中压强<B中压强，所以打开K2后气体从B流进A，B体积减小
（1）第一个小空、B中压强大，增大压强加快反应速率，V（A）<V（B）。
（2）α（A）将增大（相当于增大压强），若通入等量的Ne气，则达到平衡时，A中NO2的转化率将不变（充入无关气体对反应没有影响），B中NO2的转化率将降低（充入无关气体使B体积增大，相当于降低压强）。
（3）不能比较。反应开始时A、 B的体积相同，颜色相同，达到平衡时A剩余NO2多，但体积大；B中剩余NO2少，体积小。不能比较
（4）反应前后质量守恒，根据n=m/M得出混合气体总物质的量=0.08mol，反应前0.1molNO2，根据方程式2NO2==N2O4，反应掉0.04molNO2，生成0.02molN2O4，剩余0.06molNO2。

Answer 3

A容器相当于体积恒定，B容器相当于压强恒定【因为气球的体积是可变的】
所以NO2冲入B中，发生反应，2NO2（g）==N2O4（g），反应正向移动。
NO2冲入A同时发生相同的反应，
根据卡拉波龙方程
pv=nRT，这里n是气体物质的量，减小。
B为了保证压强恒定，所以等式右边v一定减小。
A为了保证体积恒定，所以等于右边P一定减小。
因为一开始p相同，所以平衡后，p(A)<p(B)所以当打开k2气体B中气体就流入A中，体积变小了~