Question

【題目】N2H4通常用作火箭的高能燃料，N2O4作氧化劑。請回答下列問題：

(1)已知：N2(g)＋2O2(g)=2NO2(g) ΔH＝＋a kJ/mol

N2H4(g)＋O2(g)=N2(g)＋2H2O(g) ΔH＝－b kJ/mol

2NO2(g)N2O4(g) ΔH＝－c kJ/mol

寫出氣態肼在氣態四氧化二氮中燃燒生成氮氣和氣態水的熱化學方程式__________________。

(2) N2、H2合成氨氣為放熱反應。800 K時向下列起始體積相同的密閉容器中充入2molN2、3molH2，甲容器在反應過程中保持壓強不變，乙容器保持體積不變，丙是絕熱容器，三容器各自建立化學平衡。

①達到平衡時，平衡常數K甲__________K乙__________K丙(填“>”、“<”或“＝”)。

②達到平衡時N2的濃度c(N2)甲__________c(N2)乙，c(N2)乙__________c(N2)丙(填“>”、“<”或“＝”)。

③對甲、乙、丙三容器的描述，以下說法正確的是__________。

A．乙容器氣體密度不再變化時，說明此反應已達到平衡狀態

B．在甲中充入稀有氣體He，化學反應速率加快

C．向甲容器中充入氨氣，正向速率減小，逆向速率增大

D．丙容器溫度不再變化時說明已達平衡狀態

Answer 1

【答案】

(1)2N2H4(g)＋N2O4(g)===3N2(g)＋4H2O(g)ΔH＝－(a－c＋2b)kJ/mol

(2)①＝>②> <③CD

【解析】

試題分析：（1）①N2(g)＋2O2(g)=2NO2(g) ΔH＝＋a kJ/mol

②N2H4(g)＋O2(g)=N2(g)＋2H2O(g) ΔH＝－b kJ/mol

③2NO2(g)N2O4(g) ΔH＝－c kJ/mol

依據蓋斯定律②-（①+③）得到2N2H4(g)＋N2O4(g)=3N2(g)＋4H2O(g) ΔH＝－(a－c＋2b)kJ/mol。

（2）①甲乙容器溫度不變，平衡常數不變，丙容器絕熱，溫度升高平衡逆向進行，平衡常數減小，故K甲=K乙＞K丙。

②甲容器在反應過程中保持壓強不變，故容器體積減小，氮氣的濃度增大；乙容器保持體積不變，隨著反應的進行，壓強減小；丙容器絕熱，溫度升高平衡逆向進行，故達到平衡時N2的濃度c（N2）甲＞c（N2）乙＜c（N2）丙。

③A．密度=m/V，總質量一定，乙容器為恒容裝置，密度一直不變，則當氣體密度不再變化時，不能說明此反應已達到平衡狀態，故A錯誤；B．甲為恒壓裝置，在甲中充入稀有氣體He，總體積增大，反應物濃度減小，化學反應速率減小，故B錯誤；C．向甲容器中充入氨氣，正向速率減小，逆向速率增大，故C正確；D．丙容器絕熱，故丙容器溫度不再變化時說明已達平衡狀態，故D正確； 故答案為CD。