Question

【题目】“神十搭载的长征F改进型火箭推进剂之一为无色气体N2O4.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 。

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

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的因素为___________；

（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，v正=__________kPa·s-1；

（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N2O4的平衡分解率的表达式为 。

Answer 1

【答案】

（1）bc；变深；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(NO3)增加，颜色加深

（2）p总·x2(NO2)/ x(N2O4)；温度（3）k正/k逆(1分) 3.9×106

（4）(α2/2-α2)1/2

【解析】

试题分析：（1）a．应是2v正(N2O4)=v逆(NO2) 时反应达到平衡状态，故a错误；b．体系颜色不变，说明二氧化氮浓度不变，反应到达平衡状态，故b正确；c．混合气体总质量不变，随反应减小混合气体总物质的量增大，平均相对分子质量减小，当气体平均相对分子质量不变时，反应到达平衡状态，故c正确；d．混合气体的总质量不变，容器的容积不变，气体密度始终不变，故d错误；故选bc；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，故答案为：bc；变深；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）由题目信息可知，用某组分(B)的平衡压强(PB)表示平衡常数为：生成物分压的系数次幂乘积与反应物分压系数次幂乘积的比，N2O4(g) 2NO2(g)的平衡常数Kp==，平衡常数只受温度温度影响，温度不变，平衡常数不变，故答案为：；温度；

（3）平衡时正逆速率相等，由v正=k正．p(N2O4)，v逆=k逆．p2(NO2)，联立可得Kp=，当N2O4分解10%时，设投入的N2O4为1mol，转化的N2O4为0.1mol，则：

N2O4(g) 2NO2(g) 物质的量增大△n

1 2-1=1

0.1mol 0.1mol

故此时p(N2O4)=×100kPa=×100kPa，则v正=4.8×l04s-1××100kPa=3.9×106 kPas-1；故答案为：；3.9×106；

（4）在温度为T时，平衡时N2O4分解百分率为a，设投入的N2O4为1mol，转化的N2O4为amol，则：

N2O4(g) 2NO2(g)

起始量(mol)：1 0

变化量(mol)：a 2a

平衡量(mol)：1-a 2a

故x(N2O4)=，x(NO2)=，则平衡常数Kp===p0×，保持温度不变，平衡常数不变，令N2O4的平衡分解率为y，则：p0×=2p0×，解得y=，故答案为：。