(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Kp= 0.1 pθ,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0.205pθ。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0.226pθ,但查理发现这时的压力为0.240pθ。自然,问题是出在N2O4的离解度增加上了。试求此时的α和Kp。
(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。
知识点:化学平衡状态及移动
(共6分)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)
略