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轉換的熱化學方程式為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

（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用x表示）；

（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＝4.8×104s－1，當N2O4分解10%時，v正＝_______kPa·s－1。（結果保留兩位有效數字）

（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________。

Answer 1

【答案】bc 3.9×106

【解析】

⑴a. N2O4是正向，NO2是逆向，兩個不同方向，速率比不等于計量系數比；b. 體系顏色開始要變，后來不變；c. 氣體平均相對分子質量等于質量除以物質的量，質量不變，物質的量增加，氣體平均相對分子質量減少；d. 氣體密度等于質量除以體積，氣體質量不變，容器體積不變，密度始終不變。

⑵根據反應得到平衡常數。

⑶根據v正 =v逆，得出Kp，再根據題知算 N2O4、 NO2物質的量進行計算正反應速率。

⑷溫度相同，前后兩次建立，因此前后兩次的平衡常數相同建立關系計算。

⑴a. N2O4是正向，NO2是逆向，兩個不同方向，速率比不等于計量系數比，不能說明達到平衡，故a不符合題意；b. 體系顏色開始要變，后來不變，能說明達到平衡，故b符合題意；c. 氣體平均相對分子質量等于質量除以物質的量，質量不變，物質的量增加，氣體平均相對分子質量減少，后來不變，則達到平衡，故c符合題意；d. 氣體密度等于質量除以體積，氣體質量不變，容器體積不變，密度始終不變，不能說明達到平衡，故d不符合題意；綜上所述，答案為：bc。

⑵上述反應平衡常數；故答案為：。

⑶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，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100kPa），已知該條件下k正＝4.8×104s－1，當N2O4分解10%時，假設開始有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相同，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的平衡分解率為y，

，解得，故答案為：。