题目
已知298K时理想气体反应N2O4(g)→2NO2(g)的Kθ为0.1132。今在同温度且N2O4(g)及2NO2(g)的分压都为101.325kPa的条件下,反应将A. 向生成NO2的方向进行B. 正好达到平衡C. 难以判断其进行方向D. 向生成N2O4的方向进行
已知298K时理想气体反应N2O4(g)→2NO2(g)的Kθ为0.1132。今在同温度且N2O4(g)及2NO2(g)的分压都为101.325kPa的条件下,反应将
A. 向生成NO2的方向进行
B. 正好达到平衡
C. 难以判断其进行方向
D. 向生成N2O4的方向进行
题目解答
答案
D. 向生成N2O4的方向进行
解析
步骤 1:计算反应商Q
反应商Q是反应物和生成物的分压比的乘积,对于反应N2O4(g)→2NO2(g),反应商Q的表达式为:
\[ Q = \frac{P_{NO_2}^2}{P_{N_2O_4}} \]
其中,P_{NO_2}和P_{N_2O_4}分别是NO2和N2O4的分压。根据题目,P_{NO_2} = P_{N_2O_4} = 101.325 kPa,代入上式得:
\[ Q = \frac{(101.325)^2}{101.325} = 101.325 \]
步骤 2:比较Q和Kθ
题目中给出的Kθ为0.1132,而计算得到的Q为101.325。比较Q和Kθ的大小,可以判断反应的方向。当Q > Kθ时,反应将向生成物减少的方向进行,即向生成N2O4的方向进行;当Q < Kθ时,反应将向生成物增加的方向进行,即向生成NO2的方向进行;当Q = Kθ时,反应处于平衡状态。
步骤 3:判断反应方向
由于Q = 101.325 > Kθ = 0.1132,所以反应将向生成N2O4的方向进行。
反应商Q是反应物和生成物的分压比的乘积,对于反应N2O4(g)→2NO2(g),反应商Q的表达式为:
\[ Q = \frac{P_{NO_2}^2}{P_{N_2O_4}} \]
其中,P_{NO_2}和P_{N_2O_4}分别是NO2和N2O4的分压。根据题目,P_{NO_2} = P_{N_2O_4} = 101.325 kPa,代入上式得:
\[ Q = \frac{(101.325)^2}{101.325} = 101.325 \]
步骤 2:比较Q和Kθ
题目中给出的Kθ为0.1132,而计算得到的Q为101.325。比较Q和Kθ的大小,可以判断反应的方向。当Q > Kθ时,反应将向生成物减少的方向进行,即向生成N2O4的方向进行;当Q < Kθ时,反应将向生成物增加的方向进行,即向生成NO2的方向进行;当Q = Kθ时,反应处于平衡状态。
步骤 3:判断反应方向
由于Q = 101.325 > Kθ = 0.1132,所以反应将向生成N2O4的方向进行。