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），N₂O₄為無色氣體．
①在上述條件下反應(yīng)能夠自發(fā)進行，則反應(yīng)的△H

 

0（填寫“＞”、“＜”、“=”）
②一定溫度下，在密閉容器中反應(yīng)2NO₂（g）?N₂O₄（g）達到平衡，達到平衡狀態(tài)的標志

 

．
A單位時間內(nèi)生成n mol N₂O₄的同時生成2nmolNO₂
B用NO₂、N₂O₄的物質(zhì)的量濃度變化表示的反應(yīng)速率之比為2：1的狀態(tài)
C混合氣體的顏色不再改變的狀態(tài)
D混合氣體的密度不再改變的狀態(tài)
E混合氣體的平均相對分子質(zhì)量不再改變的狀態(tài)
③其他條件不變時，下列措施能提高NO₂轉(zhuǎn)化率的是

 

（填字母）
A 減小NO₂的濃度    B 降低溫度    C 增大壓強   D 升高溫度
（2）25℃時，1molN₂H₄（l）與足量N₂O₄（l）完全反應(yīng)生成N₂（g）和H₂O（l），放612.5kJ的熱量．請寫出該反應(yīng)的熱化學(xué)方程式：

 

．
（3）17℃、1.01×105Pa，往10L密閉容器中充入NO₂，達到平衡時，c（NO₂）=0.2mol?L^-1，c（N₂O₄）=0.16mol?L^-1．則反應(yīng)初始時，充入NO₂的物質(zhì)的量為

 

；NO₂的轉(zhuǎn)化率為

 

；該溫度下該反應(yīng)的平衡常數(shù)K為

 

；該溫度下反應(yīng)N₂O₄（g）?2NO₂（g）的平衡常數(shù)K為

 

．

Answer 1

考點：化學(xué)平衡狀態(tài)的判斷,化學(xué)平衡的影響因素,化學(xué)平衡的計算

專題：化學(xué)平衡專題

分析：（1）①△H-T△S＜0的反應(yīng)能夠自發(fā)進行；
②可逆反應(yīng)達到平衡狀態(tài)時，正逆反應(yīng)速率相等（同種物質(zhì)）或正逆反應(yīng)速率之比等于系數(shù)之比（不同物質(zhì)），平衡時各種物質(zhì)的物質(zhì)的量、濃度等不再發(fā)生變化，由此衍生的一些物理量不變，以此分析；
③平衡正向移動可以通過反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率；
（2）根據(jù)熱化學(xué)方程式的意義以及熱化學(xué)方程式的書寫方法來寫；
（3）依據(jù)化學(xué)平衡三段式列式計算起始量，依據(jù)平衡濃度結(jié)合平衡常數(shù)概念計算得到，逆反應(yīng)的平衡常數(shù)和正反應(yīng)的平衡常數(shù)成倒數(shù)計算．

解答： 解：（1）△H-T△S＜0的反應(yīng)能夠自發(fā)進行，該反應(yīng)△S＜0，若反應(yīng)能夠自發(fā)進行，△H必須小于0，故答案為：＜；
②A、生成n mol N₂O₄的同時生成2nmolNO₂，說明正逆反應(yīng)速率相等，反應(yīng)達到平衡狀態(tài)，故A正確；
B、速率之比等于化學(xué)計量數(shù)之比，不能說明反應(yīng)達到平衡狀態(tài)，故B錯誤；
C、顏色不變，說明二氧化氮的濃度不變，反應(yīng)達到平衡狀態(tài)，故C正確；
D、密度始終不變，所以密度不變不能說明反應(yīng)達到平衡狀態(tài)，故D錯誤；
E、平均相對分子質(zhì)量不再改變，說明氣體物質(zhì)的量不變，反應(yīng)達到平衡狀態(tài)，故E正確；
故選ACE；
③A、減小二氧化氮的濃度，平衡逆向移動，其轉(zhuǎn)化率減小，故A錯誤；
B、降低溫度平衡向正向移動，其轉(zhuǎn)化率增大，故B正確；
C、增大壓強平衡正向移動，其轉(zhuǎn)化率增大，故C正確；
D、升高溫度，平衡逆向移動，其轉(zhuǎn)化率減小，故D錯誤；
故選BC；
（2）1molN₂H₄（l）與足量N₂O₄（l）完全反應(yīng)生成N₂（g）和H₂O（l），放612.5kJ的熱量，其熱化學(xué)方程式為2N₂H₄（l）+N₂O₄（l）=3N₂（g）+4H₂O（l）△H=-1225KJ/mol，故答案為：2N₂H₄（l）+N₂O₄（l）=3N₂（g）+4H₂O（l）△H=-1225KJ/mol；
（3）17℃、1.01×10⁵Pa，往10L密閉容器中充入NO₂，達到平衡時，c（NO₂）=0.2mol?L^-1、c（N₂O₄）=0.16mol?L^-1，反應(yīng)初始時，充入NO₂的物質(zhì)的量濃度為0.34mol/L，
n（NO₂）=C（NO₂）?V=0.34mol/L×10L=3.4mol；
α（NO₂）=

轉(zhuǎn)化濃度

起始濃度

×100%=

0.32

0.34

×100%=94%；
該反應(yīng)的平衡常數(shù)K=

[N2O4]

[NO2]2

=

0.16mol/L

(02mol/L)2

=4mol^-1/L^-1
該溫度下反應(yīng)N₂O₄（g）?2NO₂（g）的平衡常數(shù)K′=

[NO2]2

[N2O4]

=

1

K

=

1

4

mol/L；
故答案為：3.4mol；94%；4；

1

4

．

點評：本題考查范圍廣，難度大，需要對反應(yīng)自發(fā)進行的條件、平衡移動轉(zhuǎn)化率知識熟練掌握．