Question

【题目】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)△H=+24.4kJ/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_________________（填写代号）。

a．υ正(N2O4)=2υ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

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”)判断理由是____________________________________________________________________。

(2)上述反应中，正反应速率υ正=k正·p(N2O4)，逆反应速率υ逆=k逆·p2(NO2)，其中k正、k逆为速率常数，p(N2O4)，p(NO2)为N2O4，NO2的分压，分压=总压×物质的量分数，则Kp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×l04s-1，当N2O4分解10%时，υ正=___________kPa·s-1。

(3)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（用α表示）_______________________。

Answer 1

【答案】bc 变深 正反应吸热，其他条件不变时，升温平衡正向移动 3.9×106

【解析】

（1）a项，当时，达到化学平衡，时，说明正、逆反应速率不相等，反应没有达到平衡状态，故不选a项；

b项，为无色，为红棕色，当体系中颜色不变时，各组分的浓度不变，反应达到平衡状态，故选b项；

c项，密闭容器中，气体总质量不变，由于该反应为非等体积反应，建立平衡过程中气体总物质的量增大，混合气的平均相对分子质量减小，达到平衡时混合气的总物质的量不变，混合气的平均相对分子质量不变能说明反应达到平衡，故选c项；

d项，反应过程中，气体质量和体积均不变，密度始终不变，气体的密度不变不能说明反应达到平衡，故不选d项。

综上所述，本题正确答案为bc。

N2O4（g）2NO2（g）H=+24.4kJ/mol，正反应为吸热反应，其他条件不变，升高温度，平衡正向移动，增加，颜色加深。

（2）当反应达到平衡时，υ正=υ逆，则有，而Kp==。

当分解10%时，容器中的体积分数变为，则，。

（3）设总压强为时，的平衡分解率为β，

，

两种情况下，温度不变，则平衡常数不变，，，由K1=K2可得：β=，即的平衡分解率的表达式为。