Question

【題目】“神十搭載的長征F改進型火箭推進劑之一為無色氣體N2O4.N2O4與NO2轉換的熱化學方程式為：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，下述現象能說明反應達到平衡的是 。

a．v正(N2O4)=2v逆(NO2) b．體系顏色不變

c．氣體平均相對分子質量不變 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____________________。

（2）平衡常數K可用反應體系中氣體物質分壓表示，即K表達式中用平衡分壓代替平衡濃度，分壓=總壓×物質的量分數(例如：p(NO2)=p總×x(NO2)。寫出上述反應平衡常數Kp表達式 (用p總、各氣體物質的量分數x表示)。影響Kp的因素為___________；

（3）上述反應中，正反應速率v正=k正·p(N2O4)，逆反應速率v逆=k逆·P2(NO2)，其中k正、k逆為速率常數，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，v正=__________kPa·s-1；

（4）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a。保持溫度不變，向密閉容器中充人等量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 。

Answer 1

【答案】

（1）bc；變深；正反應是吸熱反應，其他條件不變，溫度升高平衡正向移動，c(NO3)增加，顏色加深

（2）p總·x2(NO2)/ x(N2O4)；溫度（3）k正/k逆(1分) 3.9×106

（4）(α2/2-α2)1/2

【解析】

試題分析：（1）a．應是2v正(N2O4)=v逆(NO2) 時反應達到平衡狀態，故a錯誤；b．體系顏色不變，說明二氧化氮濃度不變，反應到達平衡狀態，故b正確；c．混合氣體總質量不變，隨反應減小混合氣體總物質的量增大，平均相對分子質量減小，當氣體平均相對分子質量不變時，反應到達平衡狀態，故c正確；d．混合氣體的總質量不變，容器的容積不變，氣體密度始終不變，故d錯誤；故選bc；正反應是吸熱反應，其他條件不變，溫度升高平衡正向移動，c(NO2)增加，顏色加深，故答案為：bc；變深；正反應是吸熱反應，其他條件不變，溫度升高平衡正向移動，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(PB)表示平衡常數為：生成物分壓的系數次冪乘積與反應物分壓系數次冪乘積的比，N2O4(g) 2NO2(g)的平衡常數Kp==，平衡常數只受溫度溫度影響，溫度不變，平衡常數不變，故答案為：；溫度；

（3）平衡時正逆速率相等，由v正=k正．p(N2O4)，v逆=k逆．p2(NO2)，聯立可得Kp=，當N2O4分解10%時，設投入的N2O4為1mol，轉化的N2O4為0.1mol，則：

N2O4(g) 2NO2(g) 物質的量增大△n

1 2-1=1

0.1mol 0.1mol

故此時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，平衡時N2O4分解百分率為a，設投入的N2O4為1mol，轉化的N2O4為amol，則：

N2O4(g) 2NO2(g)

起始量(mol)：1 0

變化量(mol)：a 2a

平衡量(mol)：1-a 2a

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