题目
例3在770K,100.0kPa下,反应 (O)_(2)(g)leftharpoons 2NO(g)+(O)_(2)(g) 达到平衡时,NO2的转化-|||-率为56.0%。试计算:(1)该温度下反应的标准平衡常数 Ke; (2)若要使NO2的转化率增加到-|||-80.0%,则平衡时压力为多少?
题目解答
答案
解析
步骤 1：计算平衡时各物质的摩尔数
设开始时 $n(N{O}_{2})={n}_{0}$，已知 ${\alpha }_{1}=0.560$，则平衡时各物质的摩尔数为：
$2N{O}_{2}(g)\rightleftharpoons 2NO(g)+{O}_{2}(g)$
平衡时 ${n}_{B}/mol$ ${n}_{0}(1-0.560)$ 0.560n0 $0.560\times 1/2{n}_{0}$
步骤 2：计算平衡时的总摩尔数
平衡时，${n}_{总}={n}_{0}(1-0.560)+0.560{n}_{0}+0.280{n}_{0}=1.280{n}_{0}$
步骤 3：计算平衡时各物质的分压
${P}_{总}=100.0kPa$，${P}_{B}=\dfrac {{n}_{B}}{{n}_{总}}\times 100.0kPa$
步骤 4：计算标准平衡常数 ${K}^{-}$
$K^{-}=\dfrac {P_{NO}^{2}P_{O_{2}}}{P_{NO_{2}}^{2}}=\dfrac {(0.560n_{0}/1.280n_{0}\times 100.0kPa)^{2}\times (0.280n_{0}/1.280n_{0}\times 100.0kPa)}{(0.440n_{0}/1.280n_{0}\times 100.0kPa)^{2}}=0.354$
步骤 5：计算转化率增加到80.0%时的平衡压力
设此时系统平衡总压力为p，令开始时 $n(N{O}_{2})=1.0mol$，则平衡时各物质的摩尔数为：
$2N{O}_{2}(g)\rightleftharpoons 2NO(g)+{O}_{2}(g)$
平衡时 ${n}_{B}/mol$ 1×(1-0.800) 0.800 0.400
${n}_{总}=1.40mol$，$p=7.74kpa$
设开始时 $n(N{O}_{2})={n}_{0}$，已知 ${\alpha }_{1}=0.560$，则平衡时各物质的摩尔数为：
$2N{O}_{2}(g)\rightleftharpoons 2NO(g)+{O}_{2}(g)$
平衡时 ${n}_{B}/mol$ ${n}_{0}(1-0.560)$ 0.560n0 $0.560\times 1/2{n}_{0}$
步骤 2：计算平衡时的总摩尔数
平衡时，${n}_{总}={n}_{0}(1-0.560)+0.560{n}_{0}+0.280{n}_{0}=1.280{n}_{0}$
步骤 3：计算平衡时各物质的分压
${P}_{总}=100.0kPa$，${P}_{B}=\dfrac {{n}_{B}}{{n}_{总}}\times 100.0kPa$
步骤 4：计算标准平衡常数 ${K}^{-}$
$K^{-}=\dfrac {P_{NO}^{2}P_{O_{2}}}{P_{NO_{2}}^{2}}=\dfrac {(0.560n_{0}/1.280n_{0}\times 100.0kPa)^{2}\times (0.280n_{0}/1.280n_{0}\times 100.0kPa)}{(0.440n_{0}/1.280n_{0}\times 100.0kPa)^{2}}=0.354$
步骤 5：计算转化率增加到80.0%时的平衡压力
设此时系统平衡总压力为p，令开始时 $n(N{O}_{2})=1.0mol$，则平衡时各物质的摩尔数为：
$2N{O}_{2}(g)\rightleftharpoons 2NO(g)+{O}_{2}(g)$
平衡时 ${n}_{B}/mol$ 1×(1-0.800) 0.800 0.400
${n}_{总}=1.40mol$，$p=7.74kpa$