Question

(共6分)提出查理定律的查理很幸運，碰巧開始時沒有以N₂O₄來研究氣體行為，否則他或許會得出一種相當特殊的溫度效應。

    對于平衡N₂O₄(g)2NO₂ (g)，在 298K時其K_p= 0.1 p^θ，而，α為N₂O₄的離解度，p為平衡體系的總壓。假設，298 K時，查理把0.015 mol的N₂O₄放于一只2.44×10m³的燒杯中，當離解達到平衡后，他將看到平衡壓力等于0.205p^θ。其對應的α = 0.33

    (1) 在保持體積不變的前提下，查理做把溫度升高10％的實驗，即把溫度升高至328K。根據理想氣體定律，其壓力也應只增大10％，即等于0.226p^θ，但查理發現這時的壓力為0.240p^θ。自然，問題是出在N₂O₄的離解度增加上了。試求此時的α和K_p。

    (2) 若NO₂在298K下的標準摩爾生成自由能為51.463kJ?mol，試計算N₂O₄在298K下的標準摩爾生成自由能。

Answer 1

解：(1)在328K時，

   

        = 0.02176(mol)   又n_總 = (1+α)n₀   而n₀ = 0.015 mol   ∴

    則α = 0.451………………………………………(2分)

    ∴……(2分)

(2) 298K時，   而 

∴= − 8.314×298ln0.1= 5704.8(J?mol^-1)

 則 = 2×51.463×10³ − 5704.8

= 97.02(kJ?mol^-1) …………………(2分)