问题 问答题

.联氨(N2H4)及其衍生物是一类重要的火箭燃料.N2H4与N2O4反应能放出大量的热.

(1)已知:2NO2(g)⇌N2O4(g),N2O4为无色气体.

①在上述条件下反应能够自发进行,则反应的△H______0(填写“>”、“<”、“=”)

②一定温度下,在密闭容器中反应2NO2(g)⇌N2O4(g)达到平衡,达到平衡状态的标志______.

A单位时间内生成nmolN2O4的同时生成2nmolNO2

B用NO2、N2O4的物质的量浓度变化表示的反应速率之比为2:1的状态

C混合气体的颜色不再改变的状态

D混合气体的密度不再改变的状态

E混合气体的平均相对分子质量不再改变的状态

③其他条件不变时,下列措施能提高NO2转化率的是______(填字母)

A减小NO2的浓度B降低温度C增大压强D升高温度

④17℃、1.01×105Pa,往10L密闭容器中充入NO2,达到平衡时,c(NO2)=0.2mol•L-1、c(N2O4)=0.16mol•L-1.请计算反应初始时,充入NO2的物质的量;请计算该温度下该反应的平衡常数K;请计算该温度下反应N2O4(g)⇌2NO2(g)的平衡常数K.(请写出计算过程)

(2)25℃时,1molN2H4(l)与足量N2O4(l)完全反应生成N2(g)和H2O(l),放出612.5kJ的热量.

请写出该反应的化学方程式:______.

答案

(1)①2NO2(g)⇌N2O4(g),N2O4为无色气体,在上述条件下反应能够自发进行说明△H-T△S<0,反应的△S<0,则满足△H-T△S<0,△H<0;

故答案为:<;

②一定温度下,在密闭容器中反应2NO2(g)⇌N2O4(g)达到平衡的标志是正逆反应速率相同;

A、单位时间内生成n mol N2O4的同时生成2nmolNO2 表明正逆反应速率相同,故A正确;

B、用NO2、N2O4的物质的量浓度变化表示的反应速率之比为2:1的状态在整个过程中和达到平衡是相同的,不能判断反应达到平衡,故B错误;

C、反应中二氧化氮是红棕色气体,四氧化二氮是无色气体,混合气体的颜色不再改变的状态,证明反应达到平衡,故C正确;

D、密度等于气体质量除以体积,反应过程中密度不变,混合气体的密度不再改变的状态,不能证明反应达到平衡,故D错误;

E、反应是气体体积减小的反应,质量守恒,当混合气体的平均相对分子质量不再改变的状态,是气体物质的量不变,能证明平衡,故E正确;

故答案为:ACE;

③其他条件不变时,措施能提高NO2转化率的是平衡正向进行,2NO2(g)⇌N2O4(g)△H<0;反应是气体体积减小的放热反应,反应正向进行的条件是低温高压条件,选项A减小二氧化氮浓度转化率减小,D选项升高温度平衡逆向进行,二氧化氮转化率减小;

故答案为:BC;

④17℃、1.01×105Pa,往10L密闭容器中充入NO2,达到平衡时,c(NO2)=0.2mol•L-1、c(N2O4)=0.16mol•L-1,反应初始时,充入NO2的物质的量浓度为0.52mol/L,

n(NO2)=C(NO2)•V=0.52mol/L×10L=5.2mol;

该反应的平衡常数K=

c(N2O4)
C2(NO2)
=
0.16mol/L
(0.2mol/L)2
=4mol-1/L-1

该温度下反应N2O4(g)⇌2NO2(g)的平衡常数K′=

c2(NO2)
c(N2O4)
=
1
K
=
1
4
mol/L;

答:反应初始二氧化氮物质的量为5.2mol,反应的平衡常数为4mol-1/L-1,该温度下反应N2O4(g)⇌2NO2(g)的平衡常数为0.25mol/L;

(2)25℃时,1molN2H4(l)与足量N2O4(l)完全反应生成N2(g)和H2O(l),放出612.5kJ的热量,2molN2H4(l)与足量N2O4(l)完全反应生成N2(g)和H2O(l),放出1225kJ的热量,反应的热化学方程式为:2N2H4(l)+N2O4(l)=3N2(g)+4H2O(l)△H=-1225KJ/mol,

故答案为:2N2H4(l)+N2O4(l)=3N2(g)+4H2O(l)△H=-1225KJ/mol.

单项选择题
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