Question

Взято 42,0 г N2O4 в объеме 0,01835 м3 при 50 °С и давлении 946 гПа. N2O4 диссоциирует по уравнению N2O4 = 2NO2.

Answer 1

PV=inRT
i - число, показывающее, во сколько раз увеличивается число молей смеси в результате диссоциации по сравнению с первоначальным числом молей N2O4.
Если при диссоциации из 1 молекулы образуется Х новых молекул, то степень диссоциации:
α=(i - 1) / (Х - 1)
В данной реакции: из 1 молекулы образуются 2, т.е. m =2.
P=946 гПа = 0,946 ∙ 10^5 н/м²
Т=50°С = 323 К
i =PV / nRT = PVМ / mRT = 0,946 ∙ 10^5 ∙ 0,01835 ∙ 92,0 / (42,0 ∙ 8,314 ∙ 323) = 1,42
α=(1,42 - 1) / (2 - 1) = 0,42

Отсюда для реакции: N2O4 ⇆ 2NO2
в исходной смеси: ... n моль 0 моль
в равновес. смеси: n(1-α) моль ... 2nα моль
Σn = n(1-α) + 2nα = n + nα = n(1+α)
Отсюда парциальные давления газов:
р(N2O4) = Р ∙ n(1-α) / n(1+α) = Р ∙ (1-α)/(1+α)
р(NO2) = Р ∙ 2nα / n(1+α) = Р ∙ 2α/(1+α)

Константа равновесия Кр = р(NO2)² / р(N2O4) = [Р ∙ 2α/(1+α)]² / [Р ∙ (1-α)/(1+α)] =
= Р ∙ (2α)² / [(1-α)(1+α)] = 0,946 ∙ 10^5 ∙ (2 ∙ 0,42)² / [(1- 0,42)(1+0,42)] = 8,1 ∙ 10^4 н/м²

Можно выразить константу равновесия не через парциальные давления газов, а через их конц-и:
Кс = КрRT = 8,1 ∙ 10^4 ∙ 8,314 ∙ 323 = 2,18 ∙ 10^8 моль/м³