Question

无色气体N₂0₄是一种强氧化剂，为重要的火箭推进剂之一。N₂0₄与N0₂转换的热化学方程式为：N₂0₄(g) 2 N0₂(g)  △H=+24.4 kj/mol

（1）将一定量N₂0₄投入固定容积的真空容器中，下述现象能说明反应达到平衡的是          。

a．v正(N₂0₄)=2 v逆(N₀₂)    b．体系颜色不变

c．气体平均相对分子质量不变    d．气体密度不变

达到平衡后，保持体积不变升高温度，再次到达平衡时，则混合气体颜色         （填 “变深”、“变浅”或“不变”），判断理由________________。

（2）平衡常数K可用反应体系中气体物质分压表示，即K表达式中用平衡分压代替平衡浓度，分压=总压×物质的量分数(例如：p(NO₂)=p总×x(NO₂)。写出上述反应平衡常数Kp表达式            （用p总、各气体物质的量分数x表示）；影响Kp的因素________________。

（3）上述反应中，正反应速率v正=k正-p(N₂0₄)，逆反应速率v逆=k逆.P²(NO₂)，其中k_正、k_逆为速率常数，则K_p为________（以k_正、k_逆表示）。若将一定量N₂0₄投入真空容器中恒温恒压分解（温度298 K、压强100 kPa），已知该条件下k正=4.8×l04 s^-1，当N₂0₄分解10%时，v_正=________kPa．s^-1；

（4）真空密闭容器中放人一定量N₂O₄，维持总压强p₀恒定，在温度为T时，平衡时N₂0₄分解百分率为a。保持温度不变，向密闭容器中充人等量N₂O₄，维持总压强在2p₀条件下分解，则N₂0₄的平衡分解率的表达式为              。

Answer

（1）bc；深 正反应是吸热反应，其他条件不变，温度升高平衡正向移动，c(NO2)增加，颜色加深

（2）p总·x2(NO2)/ x(N2O4) 其他合理答案亦可 温度

（3）k正/k逆 3.9×106

（4）(α2/2-α2)1/2

【解析】

试题分析：（1）根据平衡定义，v正： v逆=系数比，反应达到平衡状态， 2v正(N204)= v逆(N02) ，故a错误；体系颜色不变，说明N02浓度不变，一定达到平衡状态，b正确；c．气体质量不变、反应中气体物质的量改变，根据，气体平均相对分子质量为变量，当气体平均相对分子质量不变时，一定达到平衡状态，c正确； d．气体质量不变、体积不变，，密度为恒量，气体密度不变不一定平衡，d错误；N204(g)2 N02(g) △H=+24.4 kj/mol，正反应是吸热反应，达到平衡后，保持体积不变升高温度，平衡正向移动，N02浓度增大，则混合气体颜色变深。

（2）平衡常数Kp表达式p总·x2(NO2)/ x(N2O4)；影响平衡常数K的因素是温度，所以影响Kp的因素温度。

（3）上述反应中，正反应速率v正=k正-p(N204)，逆反应速率v逆=k逆.P2(NO2)，其中k正、k逆为速率常数， 平衡时v正=v逆，k正-p(N204)= k逆.P2(NO2)， Kp为k正/k逆。若将一定量N204投入真空容器中恒温恒压分解（温度298 K、压强100 kPa），已知该条件下k正=4.8× s-1,

当N204分解10%时，v正=4.8××100 kPa ×= 3.9×106kPa．s-1；

（4）真空密闭容器中放人一定量N2O4，维持总压强p0恒定，在温度为T时，平衡时N204分解

百分率为a。保持温度不变，向密闭容器中充人等量N2O4，维持总压强在2p0条件下分解，则N204的平衡分解率的表达式为(α2/2-α2)1/2

真空密闭容器中放人一定量N2O4，维持总压强p0恒定，设N204初始浓度为x

N204(g) 2 N02(g)

起始 x 0

转化 x 2x

平衡 x-x 2x

向密闭容器中充人等量N2O4，维持总压强在2p0条件下，则N204初始浓度为2x

N204(g) 2 N02(g)

起始 2x 0

转化 ×2x ×4x

平衡 2x－×2x ×4x

， =(α2/2-α2)1/2。

考点：本题考查化学反应中的能量变化。