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（10分）NO2和N2O4混合气体的针管实验是高中化学的经典素材。理论估算和实测发现，混合气体体积由V压缩为V/2，温度由298K升至311K。已知这两个温度下N2O4(g)  2NO2(g)的压力平衡常数Kp分别为0.141和0.363。6-1 通过计算回答，混合气体经上述压缩后，NO2的浓度比压缩前增加了多少倍。 6-2 动力学实验证明，上述混合气体几微秒内即可达成化学平衡。压缩后的混合气体在室温下放置，颜色如何变化？为什么？ |
参考解答
4j8***113
2025-01-26 17:24:02
| （10分） 6-1 ⑴设混合气体未被压缩，在298K（V1、T1）达平衡，N2O4(g)的平衡分压为p1，NO2(g)的平衡分压为p2，则 p1 + p2 =' 1atm ' (a) KP(298K) = (p2/p?)2/(p1/p?) =' 0.141 ' (b) 解联立方程(a)和(b)，得： p1 =' 0.688' atm， p2 =' 0.312' atm ⑵设针管压缩未发生平衡移动，已知pT1 = 1atm，T1 = 298K，T2 = 311K，V2/V1 = 1/2，根据理想气体状态方程pT1 V1/ T1 = pT2 V2/ T2，解得： pT2 =' 2.087' atm，N2O4(g)的分压p1 =' 1.436' atm，NO2的分压p2 =' 0.651' atm ⑶压缩引发压力变化，QP = 0.6512/1.436 =' 0.296' < 0.363 = KP(311K)，平衡正向移动。设达到平衡时N2O4(g)分压减小x atm，则NO2的分压增加2x atm，有： KP(311K) = [(p2 +2x)/p?2/[(p1-x)/p? =' 0.363 ' (c) 解得：x =' 0.0317' atm。 N2O4(g)的平衡分压p1(311K) =' 1.404' atm，NO2(g)的平衡分压为p2(311K) ='0.714' atm ⑷浓度比等于分压比：p2(311K)/ p2(298K) =' 0.714/0.312' = 2.29，增加了1.29倍。 6-2 压缩后的混合气体在室温下放置，温度逐渐下降，平衡象放热方向移动，NO2聚合成N2O4，颜色逐渐变浅，直到体系温度降至室温，颜色不再变化。 |
| 略 |
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