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

達(dá)到平衡后，保持體積不變升高溫度，再次到達(dá)平衡時(shí)，混合氣體顏色____(填 “變深”“變淺”或“不變”)，判斷理由_______。

(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)x表示)；影響Kp的因素_________________。

(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298 K、壓強(qiáng)100 kPa)，已知該條件下k正＝4.8×104 s－1，當(dāng)N2O4分解10%時(shí)，v正＝______________kPa·s－1。

(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 變深 正反應(yīng)是吸熱反應(yīng)，其他條件不變，溫度升高平衡正向移動(dòng)，c(NO2)增加，顏色加深 (p總·x)2(NO2)/x(N2O4) 溫度 k正/k逆 3.9×106

【解析】(1)a．應(yīng)是2v正(N2O4)=v逆(NO2) 時(shí)反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)，故a錯(cuò)誤；b．體系顏色不變，說(shuō)明二氧化氮濃度不變，反應(yīng)到達(dá)平衡狀態(tài)，故b正確；c．混合氣體總質(zhì)量不變，隨反應(yīng)減小混合氣體總物質(zhì)的量增大，平均相對(duì)分子質(zhì)量減小，當(dāng)氣體平均相對(duì)分子質(zhì)量不變時(shí)，反應(yīng)到達(dá)平衡狀態(tài)，故c正確；d．混合氣體的總質(zhì)量不變，容器的容積不變，氣體密度始終不變，故d錯(cuò)誤，正反應(yīng)是吸熱反應(yīng)，其他條件不變，溫度升高平衡正向移動(dòng)，c(NO2)增加，顏色加深，故答案為：bc；變深；正反應(yīng)是吸熱反應(yīng)，其他條件不變，溫度升高平衡正向移動(dòng)，c(NO2)增加，顏色加深；

(2)由題目信息可知，用某組分(B)的平衡壓強(qiáng)(PB)表示平衡常數(shù)為：生成物分壓的系數(shù)次冪乘積與反應(yīng)物分壓系數(shù)次冪乘積的比，N2O4(g)2NO2(g)的平衡常數(shù)Kp==，平衡常數(shù)只受溫度溫度影響，溫度不變，平衡常數(shù)不變，故答案為： ；溫度；

(3)平衡時(shí)正逆速率相等，由v正=k正．p(N2O4)，v逆=k逆．p2(NO2)，聯(lián)立可得Kp=，當(dāng)N2O4分解10%時(shí)，設(shè)投入的N2O4為1mol，轉(zhuǎn)化的N2O4為0.1mol，則：

N2O4(g)2NO2(g) 物質(zhì)的量增大△n

1 2-1=1

0.1mol 0.1mol

故此時(shí)p(N2O4)= ×100kPa=×100kPa，則v正=4.8×l04s-1××100kPa=3.9×106 kPas-1；故答案為： ；3.9×106；

(4)在溫度為T時(shí)，平衡時(shí)N2O4分解百分率為a，設(shè)投入的N2O4為1mol，轉(zhuǎn)化的N2O4為amol，則：

N2O4(g)2NO2(g)

起始量(mol)：10

變化量(mol)：a2a

平衡量(mol)：1-a2a

故x(N2O4)= ，x(NO2)= ，則平衡常數(shù)Kp===p0×，保持溫度不變，平衡常數(shù)不變，令N2O4的平衡分解率為y，則：p0×=2p0×，解得y=，故答案為： 。