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)△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(shuō)明反應(yīng)達(dá)到平衡的是_________________（填寫(xiě)代號(hào)）。

a．υ正(N2O4)=2υ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)，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?jǐn)?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×l04s-1，當(dāng)N2O4分解10%時(shí)，υ正=___________kPa·s-1。

(3)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（用α表示）_______________________。

Answer 1

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

【解析】

（1）a項(xiàng)，當(dāng)時(shí)，達(dá)到化學(xué)平衡，時(shí)，說(shuō)明正、逆反應(yīng)速率不相等，反應(yīng)沒(méi)有達(dá)到平衡狀態(tài)，故不選a項(xiàng)；

b項(xiàng)，為無(wú)色，為紅棕色，當(dāng)體系中顏色不變時(shí)，各組分的濃度不變，反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)，故選b項(xiàng)；

c項(xiàng)，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(guò)程中氣體總物質(zhì)的量增大，混合氣的平均相對(duì)分子質(zhì)量減小，達(dá)到平衡時(shí)混合氣的總物質(zhì)的量不變，混合氣的平均相對(duì)分子質(zhì)量不變能說(shuō)明反應(yīng)達(dá)到平衡，故選c項(xiàng)；

d項(xiàng)，反應(yīng)過(guò)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(shuō)明反應(yīng)達(dá)到平衡，故不選d項(xiàng)。

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(dòng)，增加，顏色加深。

（2）當(dāng)反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí)，υ正=υ逆，則有，而Kp==。

當(dāng)分解10%時(shí)，容器中的體積分?jǐn)?shù)變?yōu)?/span>，則，。

（3）設(shè)總壓強(qiáng)為時(shí)，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(dá)式為。