Question

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

(1)將一定量N2O4投入固定容積的真空容器中，下述現(xiàn)象能說明反應(yīng)達到平衡的是_________________（填寫代號）。

a．υ正(N2O4)=2υ逆(NO2) b．體系顏色不變

c．氣體平均相對分子質(zhì)量不變 d．氣體密度不變

達到平衡后，保持體積不變升高溫度，再次到達平衡時，則混合氣體顏色________(填“變深”、“變淺”或“不變”)判斷理由是____________________________________________________________________。

(2)上述反應(yīng)中，正反應(yīng)速率υ正=k正·p(N2O4)，逆反應(yīng)速率υ逆=k逆·p2(NO2)，其中k正、k逆為速率常數(shù)，p(N2O4)，p(NO2)為N2O4，NO2的分壓，分壓=總壓×物質(zhì)的量分數(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100kPa)，已知該條件下k正=4.8×l04s-1，當N2O4分解10%時，υ正=___________kPa·s-1。

(3)真空密閉容器中放入一定量N2O4，維持總壓強p0恒定，在溫度為T時，平衡時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，維持總壓強在2p0條件下分解，則N2O4的平衡分解率的表達式為（用α表示）_______________________。

Answer 1

【答案】bc 變深 正反應(yīng)吸熱，其他條件不變時，升溫平衡正向移動 3.9×106

【解析】

（1）a項，當時，達到化學(xué)平衡，時，說明正、逆反應(yīng)速率不相等，反應(yīng)沒有達到平衡狀態(tài)，故不選a項；

b項，為無色，為紅棕色，當體系中顏色不變時，各組分的濃度不變，反應(yīng)達到平衡狀態(tài)，故選b項；

c項，密閉容器中，氣體總質(zhì)量不變，由于該反應(yīng)為非等體積反應(yīng)，建立平衡過程中氣體總物質(zhì)的量增大，混合氣的平均相對分子質(zhì)量減小，達到平衡時混合氣的總物質(zhì)的量不變，混合氣的平均相對分子質(zhì)量不變能說明反應(yīng)達到平衡，故選c項；

d項，反應(yīng)過程中，氣體質(zhì)量和體積均不變，密度始終不變，氣體的密度不變不能說明反應(yīng)達到平衡，故不選d項。

綜上所述，本題正確答案為bc。

N2O4（g）2NO2（g）H=+24.4kJ/mol，正反應(yīng)為吸熱反應(yīng)，其他條件不變，升高溫度，平衡正向移動，增加，顏色加深。

（2）當反應(yīng)達到平衡時，υ正=υ逆，則有，而Kp==。

當分解10%時，容器中的體積分數(shù)變?yōu)?/span>，則，。

（3）設(shè)總壓強為時，的平衡分解率為β，

，

兩種情況下，溫度不變，則平衡常數(shù)不變，，，由K1=K2可得：β=，即的平衡分解率的表達式為。