NO2/N2O4 平衡移动与颜色变化

实验目的

通过颜色变化判断平衡移动方向，理解勒夏特列原理。

实验原理

2NO₂(g) ⇌ N₂O₄(g)，正反应为放热反应。升高温度，平衡向吸热的逆反应方向移动，NO₂ 增多，颜色变深；降低温度，平衡向正反应方向移动，颜色变浅。增大压强，平衡向气体分子数减少的正反应方向移动。改变条件时，平衡向着减弱这种改变的方向移动。

实验器材

• NO₂ 与 N₂O₄ 的平衡混合气体
• 温度调节（升温、降温）
• 压强（体积）调节
• 气体颜色变化
• 微观粒子数量变化

实验步骤

1. 观察平衡状态下混合气体的颜色
2. 升高温度，观察颜色变化和粒子数量变化
3. 降低温度，再观察颜色和粒子数量的变化
4. 恢复初始状态，缩小体积增大压强
5. 观察颜色先后变化，并与粒子数量对照

实验现象与结论

升温时气体颜色变深，说明平衡逆向移动；降温时颜色变浅，说明平衡正向移动。加压瞬间因浓度增大颜色先变深，随后平衡正向移动，颜色逐渐变浅，但仍比原来深。结论：平衡移动方向符合勒夏特列原理。

注意事项

• 二氧化氮有毒，实际实验须使用密封装置并在通风处进行。

常见问题

加压后颜色为什么先变深再变浅？

体积缩小使 NO₂ 浓度增大，颜色先变深；平衡正向移动后颜色变浅，但仍深于原来。

升温颜色变深说明什么？

说明平衡逆向移动，NO₂ 增多，也证明该反应的正反应是放热反应。