Question

(共6分)提出查理定律的查理很幸运，碰巧开始时没有以N₂O₄来研究气体行为，否则他或许会得出一种相当特殊的温度效应。

    对于平衡N₂O₄(g)2NO₂ (g)，在 298K时其K_p= 0.1 p^θ，而，α为N₂O₄的离解度，p为平衡体系的总压。假设，298 K时，查理把0.015 mol的N₂O₄放于一只2.44×10m³的烧杯中，当离解达到平衡后，他将看到平衡压力等于0.205p^θ。其对应的α = 0.33

    (1) 在保持体积不变的前提下，查理做把温度升高10％的实验，即把温度升高至328K。根据理想气体定律，其压力也应只增大10％，即等于0.226p^θ，但查理发现这时的压力为0.240p^θ。自然，问题是出在N₂O₄的离解度增加上了。试求此时的α和K_p。

    (2) 若NO₂在298K下的标准摩尔生成自由能为51.463kJ?mol，试计算N₂O₄在298K下的标准摩尔生成自由能。

Answer 1

解：(1)在328K时，

   

        = 0.02176(mol)   又n_总 = (1+α)n₀   而n₀ = 0.015 mol   ∴

    则α = 0.451………………………………………(2分)

    ∴……(2分)

(2) 298K时，   而 

∴= − 8.314×298ln0.1= 5704.8(J?mol^-1)

 则 = 2×51.463×10³ − 5704.8

= 97.02(kJ?mol^-1) …………………(2分)