При комнатной температуре, четырехокись азота частично распадается, превращаясь в двуокись азота по уравнению реакции

Шура

70

Для решения данной задачи мы можем использовать закон Бойля-Мариотта, который связывает давление, объем и температуру газа. По уравнению реакции N2O4=2NO2 мы можем сказать, что при диссоциации одной молекулы четырехокиси азота получается две молекулы двуокиси азота.

Для начала, давайте посчитаем количество вещества четырехокиси азота (в молях), которое претерпело диссоциацию. Для этого нам понадобится молярная масса N2O4, которая равна 92 г/моль (находим по таблице химических элементов).

Масса N2O4 составляет 0.92 г, следовательно:
\[
n(N_2O_4) = \frac{{m(N_2O_4)}}{{M(N_2O_4)}} = \frac{{0.92}}{{92}} = 0.01 моль
\]

Поскольку одна молекула N2O4 диссоциирует на две молекулы NO2, для реакции мы получаем 2*0.01 = 0.02 моль NO2.

Теперь мы можем рассчитать начальное количество вещества NO2 и определить его конечное количество при 27°C и давлении 128 кПа. Для этого воспользуемся законом Бойля-Мариотта, где давление и объем являются известными величинами, а температура изменится:
\[
\frac{{P_1 \cdot V_1}}{{T_1}} = \frac{{P_2 \cdot V_2}}{{T_2}}
\]

Подставим известные значения:
\[
\frac{{128 \cdot 250}}{{273}} = \frac{{P_2 \cdot 250}}{{300}}
\]

Найдем неизвестное значения:
\[
P_2 = \frac{{128 \cdot 250 \cdot 300}}{{273 \cdot 250}} = 140 кПа
\]

Теперь, используя уравнение состояния идеального газа, можем рассчитать количество вещества NO2 при новых условиях:
\[
n(NO_2) = \frac{{P_2 \cdot V_2}}{{R \cdot T_2}}
\]

Здесь R - газовая постоянная, которая равна 8.314 м^3∙Pa/(K∙моль), а T_2 = 27°C = 27 + 273 = 300 К.

\[
n(NO_2) = \frac{{140 \cdot 0.25}}{{8.314 \cdot 300}} = 0.021 моль
\]

Таким образом, объем двуокиси азота при новых условиях составляет 0.0210 моль.

Наконец, мы можем найти долю "а" четырехокиси азота, которая претерпела диссоциацию:
\[
a = \frac{{n(N_2O_4) \cdot M(N_2O_4)}}{{m(N_2O_4)}}
\]

\[
a = \frac{{0.01 \cdot 92}}{{0.92}} = 0.01
\]

Таким образом, доля a четырехокиси азота, которая претерпела диссоциацию, составляет 0.01 или 1%.