Question

聯(lián)氨（N₂H₄）及其衍生物是一類重要的火箭燃料，N₂H₄與N₂O₄反應(yīng)能放出大量的熱．
（1）已知：2NO₂（g）?N₂O₄（g）△H=-57.20kJ?mol^-1．在一定溫度下，等容密閉容器中反應(yīng)達(dá)到平衡．其它條件不變時(shí)，下列措施能提高NO₂轉(zhuǎn)化率的是

 

A．減小NO₂的濃度B．降低溫度   C．增加NO₂的濃度D．升高溫度
（2）已知在T℃，2L密閉容器中，加入4mol NO₂（g），發(fā)現(xiàn)5分鐘末反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí)，放出的熱量為57.20kJ，則此時(shí)N₂O₄的體積分?jǐn)?shù)為

 

，在此時(shí)間內(nèi)用N₂O₄表示的反應(yīng)速率為

 

達(dá)平衡后，保持溫度不變，快速縮小容器的體積至1L，氣體的顏色變化過(guò)程是

 

．
（3）25℃時(shí)，1.00gN₂H₄（l）與足量N₂O₄（l）完全反應(yīng)生成N₂（g）和H₂O（l），放出19.14kJ的熱量，則反應(yīng)
2N₂H₄（l）+N₂O₄（l）═3N₂（g）+4H₂O（l）的△H=

 

kJ?mol^-1．
（4）T℃、1.01×10⁵Pa，密閉容器中N₂O₄和NO₂的混合氣體達(dá)到平衡時(shí)，c（NO₂）=0.0300mol?L^-1、c（N₂O₄）=0.0120mol?L^-1．反應(yīng)2NO₂（g）?N₂O₄（g）的平衡常數(shù)K=

 

．
（5）某溫度、1.01×10⁵Pa，已知K=

1

3

，在2L密閉容器中，加入10molNO₂（g）和4molN₂O₄（g），此時(shí)，V_正

 

V_逆（填“＞”、“＜”或“=”）．

Answer 1

考點(diǎn)：化學(xué)平衡的影響因素,用化學(xué)平衡常數(shù)進(jìn)行計(jì)算

專題：

分析：（1）該反應(yīng)是反應(yīng)前后氣體體積減小的、放熱的可逆反應(yīng)，要提高二氧化氮的轉(zhuǎn)化率，只要改變條件使化學(xué)平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)即可；
（3）反應(yīng)熱表示2molN₂H₄（l）反應(yīng)放出的熱量，據(jù)此計(jì)算；
（2）5分鐘末反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí)，放出的熱量為57.20kJ，說(shuō)明費(fèi)用過(guò)程中二氧化氮消耗2mol，生成1molN₂O₄，依據(jù)平衡狀態(tài)混合氣體物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)計(jì)算氣體體積分?jǐn)?shù)，保持溫度不變，快速縮小容器的體積至1L，氣體濃度增大為原來(lái)一倍，顏色變深，但壓強(qiáng)增大平衡向氣體體積減小的方向移動(dòng)；
（4）根據(jù)平衡常數(shù)表達(dá)式k=

c(N2O4)

c2(NO2)

來(lái)計(jì)算；
（5）依據(jù)濃度商計(jì)算和平衡常數(shù)比較分析平衡移動(dòng)方向；

解答： 解：（1）該反應(yīng)是反應(yīng)前后氣體體積減小的、放熱的可逆反應(yīng)，要使該反應(yīng)向正反應(yīng)方向移動(dòng)，可改變反應(yīng)物的濃度、體系的壓強(qiáng)、溫度等．
A、減小N0₂的濃度，平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng)，N0₂的轉(zhuǎn)化率降低，故A錯(cuò)誤；
B．降低溫度，平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)，N0₂的轉(zhuǎn)化率提高，故B正確；
C．增加N0₂的濃度，相當(dāng)于體系壓強(qiáng)增大，利于反應(yīng)向正反應(yīng)方向移動(dòng)，N0₂的轉(zhuǎn)化率提高，故C正確；
D．升高溫度，平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng)，N0₂的轉(zhuǎn)化率降低，故D錯(cuò)誤；
故答案為：BC；
（2）已知在T℃，2L密閉容器中，加入4mol NO₂（g），發(fā)現(xiàn)5分鐘末反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí)，放出的熱量為57.20kJ，依據(jù)熱化學(xué)方程式2NO₂（g）?N₂O₄（g）△H=57.20kJ?mol^-1，反應(yīng)過(guò)程中二氧化氮消耗2mol，生成1moN₂O₄，平衡混合氣體物質(zhì)的量為4mol-2mol+1mol=3mol，則此時(shí)N₂O₄的體積分?jǐn)?shù)=

1mol

3mol

×100%=33%，此時(shí)間內(nèi)用N₂O₄表示的反應(yīng)速率=

1mol 2L

5min

=0.1mol/L?min，平衡后，保持溫度不變，快速縮小容器的體積至1L，氣體濃度增大為原來(lái)一倍，顏色變深，但壓強(qiáng)增大平衡向氣體體積減小的方向移動(dòng)，二氧化氮是紅棕色氣體，四氧化二氮是無(wú)色氣體，氣體的顏色變化過(guò)程是先加深后變淺，但比原來(lái)的要深；
故答案為：33%，0.1mol/L?min，先加深后變淺，但比原來(lái)的要深；
（3）1.00gN₂H₄（l）與足量N₂O₄（l）完全反應(yīng)生成N₂（g）和H₂O（l），放出19.14kJ的熱量，則2molN₂O₄（l）的質(zhì)量為2mol×32g/mol=64g，放出熱量為19.14kJ×64=1224.96KJ的熱量，
故答案為：-1224.96；
（4）平衡時(shí)，c（NO₂）=0.030 0mol?L^-1、c（N₂O₄）=0.012 0mol?L^-1，反應(yīng)2NO₂（g）?N₂O₄（g）的平衡常數(shù)k=

c(N2O4)

c2(NO2)

=

0.012

0.032

=13.3，該溫度下，該反應(yīng)的平衡常數(shù)為13.3；
故答案為：13.3；
（5）某溫度、1.01×10⁵Pa，已知K=

1

3

，在2L密閉容器中，加入10molNO₂（g）和4molN₂O₄（g），Qc=

4mol

(10mol)2

=0.04＜K=

1

3

，說(shuō)明平衡正向進(jìn)行，V_正＞V_逆 ；
故答案為：＞；

點(diǎn)評(píng)：本題考查化學(xué)反應(yīng)速率、反應(yīng)熱、平衡常數(shù)計(jì)算，化學(xué)平衡影響因素，注意平衡狀態(tài)氣體顏色變化的分析方法，題目難度中等．