Question

在一个容积固定为2L的密闭容器中进行下列反应。

(1)将1 mol N₂O₄放入此容器，N₂O₄发生如下反应：N₂O₄(g)2NO₂(g)(正反应吸热)，平衡时，测得混合气体(N₂O₄和NO₂)的压强为同温下N₂O₄(g)尚未分解时压强的1.2倍，此时N₂O₄的体积分数为Φ。平衡时容器内NO₂和N₂O₄的物质的量之比为______________；升高温度，N₂O₄的转化率______________（增大或减小）；

(2) 恒温时，向此容器内加入1 mol NO₂，发生如下反应：2NO₂(g)N₂O₄(g)。达到平衡时，其它条件不变，若向容器中分别增加①1 mol NO₂或②1 mol N₂O₄，重新达到平衡后，与第一次平衡时相比，NO₂的体积分数______________。

A. ①②都增大     B. ①②都减小    C. ①增大，②减小    D. ②增大，①减小

(3) 恒温时，向此容器内加入x mol NO₂ 和y mol N₂O₄（y≥0），若要使平衡后N₂O₄的体积分数仍为Φ，且反应朝着逆反应方向进行，则x的取值范围是___________________。

Answer

1∶2 增大 B 0.4＜x≤2

【解析】（1）考查化学平衡的计算，以及勒夏特列原理，N2O4(g)2NO2(g)

起始： 1 0

变化： x 2x

平衡： 1－x 2x 容器的容积不变，温度不变，根据阿伏加德罗推论，压强之比等于物质的量之比，即(1－x＋2x)/1=1.2，解得x=0.2mol，n(NO2):n(N2O4)=0.4:0.8=1:2，此反应是吸热反应，升高温度，平衡向正反应方向移动，N2O4的转化率增大；（2）考查化学平衡中等价思想，在增加1molNO2和1molN2O4时，相当于在原来的基础上增加压强，平衡向正反应方向移动，即NO2的体积分数都减小，故选项B正确；（3）考查等效平衡思想，达到平衡仍为Φ，说明两个平衡为等效平衡，根据（1）达到平衡时，NO2的物质的量为0.4mol，为使平衡向逆反应方向进行，因此x的取值范围是 0.4＜x≤2。

点睛：本题的难点是问题（3），本题考查等效平衡，因为反应要求向逆反应方向进行，且平衡后N2O4的体积分数仍为Φ，即NO2的最大值应是N2O4全部转化成NO2的数值，即为2，根据(1)当达到平衡时,NO2的量为0.4mol，因此平衡向逆反应方向进行的最小值为0.4mol，也就是类似此题，最大值为全部转化，最小值应是平衡时的数值。