化學高考題全國卷

Ⅰ 2018高考化學全國一卷28題第（2）小題④問解析

設平衡時（即對應表格中t=無窮，N2O5完全分解），N2O4的分壓為x kPa，NO2的分壓為y kPa，O2的分壓為z kPa
1）首先明確對於題目要求的反應N2O4 <-> 2NO2的平衡常數應表達為y^2/x。我們要做的就是找到x和y的值。而未知數有三個，故需要三個方程來聯立求解。
2）列方程：
第一個方程最好找，從表格中我們知道此時平衡時容器內總壓是63.1 kPa，故可據此列出方程1: x+y+z=63.1
第二個方程考慮N元素守恆。一開始反應時（即t=0），容器內充有35.8 kPa N2O5，即有35.8*2=71.6 kPa的N元素。反應結束後，只有N2O4和NO2中有N元素，且每1 kPa N2O4含N 2 kPa，每1 kPa NO2含N 1 kPa，據此，可以得到第二個方程：
2x+y=71.6
第三個方程從產物相互關系中找。我們發現，在產物中，（NO2+N2O4）和O2的分壓應該是有一定關系的。假設把所有N2O4都反轉為NO2（即不考慮平衡的存在），則NO2的分壓比上氧氣的分壓恆為4（從題干中N2O5分解方程看出）。此時我們已設N2O4有x kPa，這些N2O4實際是從NO2二聚而來。當把這些N2O4全部轉回NO2時應有2x kPa（每1 kPa的N2O4是有2 kPa NO2轉化而來）。那麼此時NO2實際共有2x+y kPa，根據上述分析，我們有第三個方程：
2x+y=4z
3）聯立第二步列出的三個方程，求得x=26.4 kPa，y=18.8 kPa, 所以平衡常數=18.8*18.8/26.4 約等於13.4 （kPa）。得解！
本問計算稍微麻煩點，但難點在列出三個方程上。