Question

无色气体N₂O₄是一种强氧化剂，为重要的火箭推进剂之一。N₂O₄与NO₂转换的热化学方程式为N₂O₄（g）2NO₂（g）   ΔH＝＋24.4 kJ/ mol。

（1）将一定量N₂O₄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（N₂O₄）＝2v_逆（NO₂）           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

（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K_p表达式_________（用p_总、各气体物质的量分数用x表示）；

（3）上述反应中，正反应速率v_正＝k_正·p（N₂O₄），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N₂O₄投入真空容器中恒温恒压分解（温度298K、压强100kPa），已知该条件下k_正＝4.8×10⁴s^－1，当N₂O₄分解10%时，v_正＝_______kPa·s^－1。（结果保留两位有效数字）

（4）真空密闭容器中放入一定量N₂O₄，维持总压强p₀恒定，在温度为T时，平衡时N₂O₄分解百分率为α。保持温度不变，向密闭容器中充入等量N₂O₄，维持总压强在2p₀条件下分解，则N₂O₄的平衡分解率的表达式为________。

Answer

bc 3.9×106

【解析】

⑴a. N2O4是正向，NO2是逆向，两个不同方向，速率比不等于计量系数比；b. 体系颜色开始要变，后来不变；c. 气体平均相对分子质量等于质量除以物质的量，质量不变，物质的量增加，气体平均相对分子质量减少；d. 气体密度等于质量除以体积，气体质量不变，容器体积不变，密度始终不变。

⑵根据反应得到平衡常数。

⑶根据v正 =v逆，得出Kp，再根据题知算 N2O4、 NO2物质的量进行计算正反应速率。

⑷温度相同，前后两次建立，因此前后两次的平衡常数相同建立关系计算。

⑴a. N2O4是正向，NO2是逆向，两个不同方向，速率比不等于计量系数比，不能说明达到平衡，故a不符合题意；b. 体系颜色开始要变，后来不变，能说明达到平衡，故b符合题意；c. 气体平均相对分子质量等于质量除以物质的量，质量不变，物质的量增加，气体平均相对分子质量减少，后来不变，则达到平衡，故c符合题意；d. 气体密度等于质量除以体积，气体质量不变，容器体积不变，密度始终不变，不能说明达到平衡，故d不符合题意；综上所述，答案为：bc。

⑵上述反应平衡常数；故答案为：。

⑶上述反应中，正反应速率v正＝k正·p（N2O4），逆反应速率v逆＝k逆·p2（NO2），其中k正、k逆为速率常数，v正 =v逆，则Kp=。若将一定量N2O4投入真空容器中恒温恒压分解（温度298K、压强100kPa），已知该条件下k正＝4.8×104s－1，当N2O4分解10%时，假设开始有1mol N2O4分解0.1mol，生成0.2mol NO2，，故答案为：3.9×106。

⑷温度相同，因此前后两次的平衡常数相同，保持温度不变，向密闭容器中充入等量N2O4，维持总压强在2p0条件下分解，则N2O4的平衡分解率为y，

，解得，故答案为：。