（8分）提出查理定律的查理很幸运，碰巧开始时没有以N2O4来研究气体行为，否则他或许会得出一种相当特殊的温度效应。对于平衡N2O4（g）2NO2（g），在298K时，其Kp＝0.1pθ

Question

（8分）提出查理定律的查理很幸运，碰巧开始时没有以N ₂ O ₄ 来研究气体行为，否则他或许会得出一种相当特殊的温度效应。

对于平衡N ₂ O ₄ （g） 2NO ₂ （g），在298K时，其K _p ＝0.1pθ，而K _p ＝4α ² p／（1－α ² ），α为N ₂ O ₄ 的解离度，p为平衡体系的总压。假设，298 K时，查理把0.015 mol的N ₂ O ₄ 放于一只2.44×10 ^－3m3 的烧杯中，当解离达到平衡后，他将看到平衡压力等于0.205pθ。其对应的α＝0.33。

1．在保持体积不变的前提下，查理做把温度升高10％的实验，即把温度升高至328K。根据理想气体定律，其压力也应只增大10％，即等于0.226 pθ，但查理发现这时的压力为0.240 pθ。自然，问题是出在N ₂ O ₄ 的解离度增加上了。试求此时的α和K _p 。

2．若NO ₂ 在298K下的标准摩尔生成自由能为51.463kJ／mol，试计算N ₂ O ₄ 在298K下标准摩尔生成自由能。

Answer 1

1．在328K时，n总＝pV／RT＝0.021 76（mol）又n总＝（1＋α）n0，而n0＝0.015mol，所以1＋α＝0.021 76／0.015＝1.451。α＝0.451。所以Kp＝4×0.4512／（1－0.4512）×0.240pθ＝0.245pθ。2．298K时，ΔrG＝－RTlnK；K＝Kp／pθ＝0.1，所以ΔrG＝－RTln0.1＝5 704.8（J／mol）；则ΔrG（N2O4）＝ΔrG（NO2）－ΔrG＝2×51.463×103－5 704.8＝97.02（kJ/mol）。