题目

在温度为373K时,把11.5gN2O4气体通入体积为500ml的真空密闭容器中立即出现红棕色,反应进行到2s时,NO2含量为0.01mol,进行到60s时,达到平衡,此时容器中混合气体的密度是氢气密度的28.75倍,则：
（1）开始时2s内以c（N2O4）的变化表示的反应速率是多少?
（2）达到平衡时体系内的压强是开始的多少倍?

提问时间：2020-10-30

答案

设2s时,N204有x mol,平衡时N204有y mol,则NO2有z=2*(0.125-y) mol
n(N2O4)=11.5/92=0.125mol
N2O4 ≈(可逆符号) 2 N02
反应前：0.125mol 0
2s时：x 0.01mol
平衡时：y z=2*(0.125-y)
（1）由等式2(0.125-x)=0.01 解得x=0.12mol
再由△v=(△n/V)/t 解得△v=0.005 mol/(L·s)
或者可由NO2在2s内的生成速率来推算N2O4的速率,
即v=0.01/(2*2*0.5)=0.005 mol/(L·s)
（2）由ρ(末)=28.75*ρ（H2）和克拉伯龙方程式PV=nRT→PM=ρRT,
得M(系统末态的平均相对分子质量)=28.75*M(H2)=57.5 g/mol
因此有[y+2*(0.125-y)]*57.5=11.5,解得y=0.05 mol,z=0.15 mol
再由克拉伯龙方程式PV=nRT,得知压强之比等于物质的量之比,
即P(末)/P(始)=(0.15+0.05)/0.125=1.6,
得达到平衡时体系内的压强是开始的1.6倍