Question

3．100KPa時，反應2NO（g）+O₂（g）?2NO₂（g）中NO的平衡轉化率與溫度的關系如圖1，反應2NO₂（g）?N₂O₄（g）中NO₂的平衡轉化率與溫度的關系曲線如圖2所示．
（1）圖1中A、B、C三點表示不同溫度、壓強下2NO（g）+O2（g）?2NO₂（g）達到平衡時NO的轉化率，則B點對應的壓強最大．
（2）100kPa、25℃時，2NO₂（g）?N₂O₄（g）平衡體系中N₂O₄的物質的量分數(shù)為66.7%，N₂O₄的分壓p（N₂O₄）=66.7kPa，列式計算平衡常數(shù)K_p=$\frac{66.7kPa}{[100kpa×（1-66.7%）]^{2}}$（K_p用平衡分壓代替平衡濃度計算，分壓=總壓×物質的量分數(shù)）
（3）100kPa、25℃時，VmLNO與0.5mLO₂混合后最終氣體的體積為（0.75V+0.5）mL．

Answer 1

分析 （1）2NO（g）+O₂（g）?2NO₂（g），反應是氣體體積減小的反應壓強越大平衡正向進行，圖中曲線上各點為等壓不等溫，通過控制變量做等溫線確定ABC三點與曲線交點等溫不等壓，從而確定曲線以下的點壓強小于100kPa，曲線以上的點壓強大于100kPa；
（2）利用三段法列式計算，恒壓100kPa、25℃時NO₂的轉化率為80%，設起始量二氧化氮物質的量為x，
              2NO₂（g）?N₂O₄（g）
起始量（mol）   x        0
變化量（mol）  0.8x      0.4x
平衡量（mol）  0.2x      0.4x
平衡體系中N₂O₄的物質的量分數(shù)=$\frac{0.4x}{0.6x}$×100%=66.7%，
K_p用平衡分壓代替平衡濃度計算，分壓=總壓×物質的量分數(shù)列式計算；
（3）由圖1可知100kPa、25℃時一氧化氮的轉化率為：50%，而反應2NO（g）+O₂（g）?2NO₂（g）中，體積減少的量為反應的一氧化氮的一半，所以反應后氣體的體積為：VmL+0.5mL-0.5VmL×$\frac{1}{2}$=（0.75V+0.5）mL．

解答 解：（1）圖中曲線上各點為等壓不等溫，通過控制變量做等溫線確定ABC三點與曲線交點等溫不等壓，從而確定曲線以下的點壓強小于100kPa，曲線以上的點壓強大于100kPa，所以B點壓強最大，
故答案為：B；
（2）利用三段法列式計算，恒壓100kPa、25℃時NO₂的轉化率為80%，設起始量二氧化氮物質的量為x，
                  2NO₂（g）?N₂O₄（g）
起始量（mol）   x           0
變化量（mol）  0.8x       0.4x
平衡量（mol）  0.2x      0.4x
平衡體系中N₂O₄的物質的量分數(shù)=$\frac{0.4x}{0.6x}$×100%=66.7%，根據(jù)分壓=總壓×物質的量分數(shù)，所以p（N₂O₄）=66.7%×100kPa=66.7kPa，
K_p用平衡分壓代替平衡濃度計算，分壓=總壓×物質的量分數(shù)，
則Kp=$\frac{66.7kPa}{[100kpa×（1-66.7%）]^{2}}$；
故答案為：66.7%；66.7；$\frac{66.7kPa}{[100kpa×（1-66.7%）]^{2}}$；
（3）由圖1可知100kPa、25℃時一氧化氮的轉化率為：50%，而反應2NO（g）+O₂（g）?2NO₂（g）中，體積減少的量為反應的一氧化氮的一半，所以反應后氣體的體積為：VmL+0.5mL-0.5VmL×$\frac{1}{2}$=（0.75V+0.5）mL，故答案為：（0.75V+0.5）．

點評 本題考查了圖象分析化學平衡影響因素、平衡常數(shù)計算，掌握化學平衡移動原理是解題關鍵，題目難度中等．