无色气体N204是一种强氧化剂.为重要的火箭推进剂之一．N204与N02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bc．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.� 题目和参考答案——青夏教育精英家教网—

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14．无色气体N₂0₄是一种强氧化剂，为重要的火箭推进剂之一．N₂0₄与N0₂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bc．
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，则混合气体颜色变深（填“变深”、“变浅”或“不变”），判断理由正反应是吸热反应，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）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K_p表达式$\frac{{p}_{总}×{x}^{2}（N{O}_{2}）}{x（{N}_{2}{O}_{4}）}$（用p总、各气体物质的量分数x表示）；影响K_p的因素温度．
（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K_p为$\frac{{K}_{正}}{K逆}$（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=3.9×10⁶kPa•s^-1；
（4）真空密闭容器中放人一定量N₂O₄，维持总压强p₀恒定，在温度为T时，平衡时N₂0₄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N₂0₄的平衡分解率的表达式为$\sqrt{\frac{{a}^{2}}{2-{a}^{2}}}$．

分析（1）可逆反应到达平衡时，同种物质的正逆速率相等且保持不变，各组分的浓度、含量保持不变，由此衍生的其它一些量不变，判断平衡的物理量应随反应进行发生变化，该物理量由变化到不再变化说明到达平衡；
正反应是吸热反应，其他条件不变，温度升高平衡正向移动，NO₂的浓度增大；
（2）由题目信息可知，用某组分（B）的平衡压强（P_B）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；
平衡常数只受温度温度影响，温度不变，平衡常数不变；
（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K_p；
根据四氧化二氮的分解率计算各组分物质的量，进而计算四氧化二氮的分压p（N₂O₄），再根据v_正=k_正．p（N₂O₄）计算；
（4）保持温度不变，平衡常数不变，根据平衡常数K_p=$\frac{{[p}_{总}×x（N{O}_{2}）]^{2}}{{p}_{总}×x（{N}_{2}{O}_{4}）}$=$\frac{{p}_{总}×{x}^{2}（N{O}_{2}）}{x（{N}_{2}{O}_{4}）}$计算．

解答解：（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，
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（P_B）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K_p=$\frac{{[p}_{总}×x（N{O}_{2}）]^{2}}{{p}_{总}×x（{N}_{2}{O}_{4}）}$=$\frac{{p}_{总}×{x}^{2}（N{O}_{2}）}{x（{N}_{2}{O}_{4}）}$，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：$\frac{{p}_{总}×{x}^{2}（N{O}_{2}）}{x（{N}_{2}{O}_{4}）}$；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K_p=$\frac{{K}_{正}}{K逆}$，
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）=$\frac{1mol-0.1mol}{1mol+0.1mol}$×100kPa=$\frac{9}{11}$×100kPa，则v_正=4.8×l0⁴s^-1×$\frac{9}{11}$×100kPa=3.9×10⁶kPa•s^-1；
故答案为：$\frac{{K}_{正}}{K逆}$；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）=$\frac{1-a}{1+a}$，x（NO₂）=$\frac{2a}{1+a}$，
则平衡常数K_p=$\frac{{[p}_{总}×x（N{O}_{2}）]^{2}}{{p}_{总}×x（{N}_{2}{O}_{4}）}$=$\frac{{p}_{总}×{x}^{2}（N{O}_{2}）}{x（{N}_{2}{O}_{4}）}$=p₀×$\frac{（\frac{2a}{1+a}）^{2}}{\frac{1-a}{1+a}}$
保持温度不变，平衡常数不变，令N₂O₄的平衡分解率为y，则：
p₀×$\frac{（\frac{2a}{1+a}）^{2}}{\frac{1-a}{1+a}}$=2p₀×$\frac{（\frac{2y}{1+y}）^{2}}{\frac{1-y}{1+y}}$，
解得y=$\sqrt{\frac{{a}^{2}}{2-{a}^{2}}}$，
故答案为：$\sqrt{\frac{{a}^{2}}{2-{a}^{2}}}$．

点评本题考查化学平衡状态判断、化学平衡常数、化学反应速率等，题目涉及字母型计算，为易错题目，侧重考查学生信息获取与知识迁移运用．

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（6）丙同学将所选试剂滴加到Mg（OH）₂悬浊液中，Mg（OH）₂溶解，由此可知：乙（填“甲”或“乙”）的解释更合理．Mg（OH）₂沉淀与NH₄Cl溶液反应的离子方程式为：Mg（OH）₂+2 NH₄⁺═Mg²⁺+2NH₃•H₂O．
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