Question

【題目】肼可作為火箭發(fā)動(dòng)機(jī)的燃料，與N2O4反應(yīng)生成N2和水蒸氣。已知：

①N2(g)+2O2(g) ＝N2O4(l)　ΔH1＝－19.5 kJ·mol－1

②N2H4(l)+O2(g) ＝ N2(g)+2H2O(g)　ΔH2＝－534.2 kJ·mol－1

（1）寫出肼和N2O4反應(yīng)的熱化學(xué)方程式______________；

（2）上述反應(yīng)中氧化劑是______________。

（3）火箭殘骸中常現(xiàn)紅棕色氣體，當(dāng)溫度升高時(shí)，氣體顏色變深，原因是存在如下反應(yīng)：N2O4 (g) 2NO2 (g)

① 上述反應(yīng)的ΔH_________0（選填“＞”或“＜”）。

② 保持溫度和體積不變向上述平衡體系中再充入一定量的N2O4，再次達(dá)到平衡時(shí)，混合氣體中NO2的體積分?jǐn)?shù)_______（填“增大”、“ 減小”或“不變”），混合氣體的顏色_______（填“變深”或“變淺”）。

③一定溫度下，將1 mol N2O4 充入一恒壓密閉容器中發(fā)生上述反應(yīng)，下列示意圖正確且能說明反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)的是___________。

④若在相同溫度下，上述反應(yīng)改在體積為10L的恒容密閉容器中進(jìn)行，反應(yīng)3s后NO2的物質(zhì)的量為0.6mol，則0-3s內(nèi)的平均反應(yīng)速率v（N2O4）=___________ mol·L－1·s－1。

Answer 1

【答案】 2N2H4(l)+N2O4(l)＝3N2(g)+4H2O(g)ΔH＝－1048.9kJ/mol N2O4 ＞ 減小 變深 ad 0.01

【解析】(1)肼可作為火箭發(fā)動(dòng)機(jī)的燃料，與氧化劑N2H4反應(yīng)生成N2和水蒸氣，將方程式②×2-①得肼和N2H4反應(yīng)的熱化學(xué)方程式，2N2H4(l)+N2O4(l)=3N2(g)+4H2O(g)△H=-1048.9kJ/mol，故答案為：2N2H4(l)+N2O4(l)=3N2(g)+4H2O(g)△H=-1048.9kJ/mol；

(2)根據(jù)(1)中反應(yīng)2N2H4(l)+N2O4(l)=3N2(g)+4H2O(g)可知，N2O4中的氮元素從+4價(jià)變?yōu)?/span>0價(jià)，所以N2O4是氧化劑，故答案為：N2O4；

(3)①升高溫度，化學(xué)平衡向吸熱反應(yīng)方向移動(dòng)，當(dāng)溫度升高時(shí)，氣體顏色變深，平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)，所以正反應(yīng)是吸熱反應(yīng)即△H＞0，故答案為：＞；

②保持溫度和體積不變向上述平衡體系中再充入一定量的N2O4，相對(duì)于成比例增大反應(yīng)物，即增大壓強(qiáng)平衡向氣體體積減小的方向移動(dòng)即逆反應(yīng)方向，所以NO2的體積分?jǐn)?shù)減小，但二氧化氮的濃度仍然增大，則混合氣體的顏色變深，故答案為：減小；變深；

③a、反應(yīng)方程式兩邊氣體的質(zhì)量不相等，密度不變，說明達(dá)到了平衡狀態(tài)，故a正確；b、反應(yīng)過程中，反應(yīng)熱不會(huì)變化，不是變量，無法判斷是否達(dá)到平衡狀態(tài)，故b錯(cuò)誤；c、根據(jù)圖像，正反應(yīng)速率還在減小，則說明未達(dá)到平衡狀態(tài)，故c錯(cuò)誤；d、四氧化二氮的轉(zhuǎn)化率不變，說明正逆反應(yīng)速率相等，達(dá)到了平衡狀態(tài)，故d正確；故選ad；

④v(NO2)=v(NO2)= ==0.02mol/Ls，則v(N2O4)= v(NO2)=0.01mol/(Ls)，故答案為：0.01。