Question

【題目】無(wú)色氣體N2O4是一種強(qiáng)氧化劑，為重要的火箭推進(jìn)劑之一。N2O4與NO2轉(zhuǎn)換的熱化學(xué)方程式為N2O4（g）2NO2（g） ΔH＝＋24.4 kJ/ mol。

（1）將一定量N2O4投入固定容積的真空容器中，下述現(xiàn)象能說(shuō)明反應(yīng)達(dá)到平衡的是____

a v正（N2O4）＝2v逆（NO2） b 體系顏色不變

c 氣體平均相對(duì)分子質(zhì)量不變 d 氣體密度不變

（2）平衡常數(shù)K可用反應(yīng)體系中氣體物質(zhì)分壓表示，即K表達(dá)式中用平衡分壓代替平衡濃度，分壓＝總壓×物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)[例如：p（NO2）＝p總×x（NO2）]。寫(xiě)出上述反應(yīng)平衡常數(shù)Kp表達(dá)式_________（用p總、各氣體物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)用x表示）；

（3）上述反應(yīng)中，正反應(yīng)速率v正＝k正·p（N2O4），逆反應(yīng)速率v逆＝k逆·p2（NO2），其中k正、k逆為速率常數(shù)，則Kp為_______（以k正、k逆表示）。若將一定量N2O4投入真空容器中恒溫恒壓分解（溫度298K、壓強(qiáng)100kPa），已知該條件下k正＝4.8×104s－1，當(dāng)N2O4分解10%時(shí)，v正＝_______kPa·s－1。（結(jié)果保留兩位有效數(shù)字）

（4）真空密閉容器中放入一定量N2O4，維持總壓強(qiáng)p0恒定，在溫度為T時(shí)，平衡時(shí)N2O4分解百分率為α。保持溫度不變，向密閉容器中充入等量N2O4，維持總壓強(qiáng)在2p0條件下分解，則N2O4的平衡分解率的表達(dá)式為________。

Answer 1

【答案】bc 3.9×106

【解析】

⑴a. N2O4是正向，NO2是逆向，兩個(gè)不同方向，速率比不等于計(jì)量系數(shù)比；b. 體系顏色開(kāi)始要變，后來(lái)不變；c. 氣體平均相對(duì)分子質(zhì)量等于質(zhì)量除以物質(zhì)的量，質(zhì)量不變，物質(zhì)的量增加，氣體平均相對(duì)分子質(zhì)量減少；d. 氣體密度等于質(zhì)量除以體積，氣體質(zhì)量不變，容器體積不變，密度始終不變。

⑵根據(jù)反應(yīng)得到平衡常數(shù)。

⑶根據(jù)v正 =v逆，得出Kp，再根據(jù)題知算 N2O4、 NO2物質(zhì)的量進(jìn)行計(jì)算正反應(yīng)速率。

⑷溫度相同，前后兩次建立，因此前后兩次的平衡常數(shù)相同建立關(guān)系計(jì)算。

⑴a. N2O4是正向，NO2是逆向，兩個(gè)不同方向，速率比不等于計(jì)量系數(shù)比，不能說(shuō)明達(dá)到平衡，故a不符合題意；b. 體系顏色開(kāi)始要變，后來(lái)不變，能說(shuō)明達(dá)到平衡，故b符合題意；c. 氣體平均相對(duì)分子質(zhì)量等于質(zhì)量除以物質(zhì)的量，質(zhì)量不變，物質(zhì)的量增加，氣體平均相對(duì)分子質(zhì)量減少，后來(lái)不變，則達(dá)到平衡，故c符合題意；d. 氣體密度等于質(zhì)量除以體積，氣體質(zhì)量不變，容器體積不變，密度始終不變，不能說(shuō)明達(dá)到平衡，故d不符合題意；綜上所述，答案為：bc。

⑵上述反應(yīng)平衡常數(shù)；故答案為：。

⑶上述反應(yīng)中，正反應(yīng)速率v正＝k正·p（N2O4），逆反應(yīng)速率v逆＝k逆·p2（NO2），其中k正、k逆為速率常數(shù)，v正 =v逆，則Kp=。若將一定量N2O4投入真空容器中恒溫恒壓分解（溫度298K、壓強(qiáng)100kPa），已知該條件下k正＝4.8×104s－1，當(dāng)N2O4分解10%時(shí)，假設(shè)開(kāi)始有1mol N2O4分解0.1mol，生成0.2mol NO2，，故答案為：3.9×106。

⑷溫度相同，因此前后兩次的平衡常數(shù)相同，保持溫度不變，向密閉容器中充入等量N2O4，維持總壓強(qiáng)在2p0條件下分解，則N2O4的平衡分解率為y，

，解得，故答案為：。