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達到平衡．其它條件不變時，下列措施能提高NO₂轉化率的是

 

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分鐘末反應達到平衡時，放出的熱量為57.20kJ，則此時N₂O₄的體積分數為

 

，在此時間內用N₂O₄表示的反應速率為

 

達平衡后，保持溫度不變，快速縮小容器的體積至1L，氣體的顏色變化過程是

 

．
（3）25℃時，1.00gN₂H₄（l）與足量N₂O₄（l）完全反應生成N₂（g）和H₂O（l），放出19.14kJ的熱量，則反應
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的混合氣體達到平衡時，c（NO₂）=0.0300mol?L^-1、c（N₂O₄）=0.0120mol?L^-1．反應2NO₂（g）?N₂O₄（g）的平衡常數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，V_正

 

V_逆（填“＞”、“＜”或“=”）．

Answer 1

考點：化學平衡的影響因素,用化學平衡常數進行計算

專題：

分析：（1）該反應是反應前后氣體體積減小的、放熱的可逆反應，要提高二氧化氮的轉化率，只要改變條件使化學平衡向正反應方向移動即可；
（3）反應熱表示2molN₂H₄（l）反應放出的熱量，據此計算；
（2）5分鐘末反應達到平衡時，放出的熱量為57.20kJ，說明費用過程中二氧化氮消耗2mol，生成1molN₂O₄，依據平衡狀態(tài)混合氣體物質的量分數計算氣體體積分數，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一倍，顏色變深，但壓強增大平衡向氣體體積減小的方向移動；
（4）根據平衡常數表達式k=

c(N2O4)

c2(NO2)

來計算；
（5）依據濃度商計算和平衡常數比較分析平衡移動方向；

解答： 解：（1）該反應是反應前后氣體體積減小的、放熱的可逆反應，要使該反應向正反應方向移動，可改變反應物的濃度、體系的壓強、溫度等．
A、減小N0₂的濃度，平衡向逆反應方向移動，N0₂的轉化率降低，故A錯誤；
B．降低溫度，平衡向正反應方向移動，N0₂的轉化率提高，故B正確；
C．增加N0₂的濃度，相當于體系壓強增大，利于反應向正反應方向移動，N0₂的轉化率提高，故C正確；
D．升高溫度，平衡向逆反應方向移動，N0₂的轉化率降低，故D錯誤；
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分鐘末反應達到平衡時，放出的熱量為57.20kJ，依據熱化學方程式2NO₂（g）?N₂O₄（g）△H=57.20kJ?mol^-1，反應過程中二氧化氮消耗2mol，生成1moN₂O₄，平衡混合氣體物質的量為4mol-2mol+1mol=3mol，則此時N₂O₄的體積分數=

1mol

3mol

×100%=33%，此時間內用N₂O₄表示的反應速率=

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一倍，顏色變深，但壓強增大平衡向氣體體積減小的方向移動，二氧化氮是紅棕色氣體，四氧化二氮是無色氣體，氣體的顏色變化過程是先加深后變淺，但比原來的要深；
故答案為：33%，0.1mol/L?min，先加深后變淺，但比原來的要深；
（3）1.00gN₂H₄（l）與足量N₂O₄（l）完全反應生成N₂（g）和H₂O（l），放出19.14kJ的熱量，則2molN₂O₄（l）的質量為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，c（NO₂）=0.030 0mol?L^-1、c（N₂O₄）=0.012 0mol?L^-1，反應2NO₂（g）?N₂O₄（g）的平衡常數k=

c(N2O4)

c2(NO2)

=

0.012

0.032

=13.3，該溫度下，該反應的平衡常數為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

，說明平衡正向進行，V_正＞V_逆 ；
故答案為：＞；

點評：本題考查化學反應速率、反應熱、平衡常數計算，化學平衡影響因素，注意平衡狀態(tài)氣體顏色變化的分析方法，題目難度中等．