Question

(10分)聯氨（N₂H₄）及其衍生物是一類重要的火箭燃料，N₂H₄與N₂O₄能放出大量的熱。

       （1）已知：2NO₂(g)＝N₂O₄(g) △H＝－57.20kJ·mol^－1。

一定溫度下，在密閉容器中反應2NO₂(g)＝N₂O₄(g) 達到平衡。

其它條件不變時，下列措施能提高NO₂轉化率的是         （填字母）。

              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）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

           （3）17℃、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。

計算反應2 NO₂(g)N₂O₄(g)的平衡常數K。

      （4）現用一定量的Cu 與足量的濃HNO₃ 反應，制得1.00L已達平衡的N₂O₄和NO₂

             混合氣體（17℃、1.01×10⁵Pa），理論上至少需消耗Cu 多少克？

Answer 1

（1）BC  （2）－1224.96

（3）根據題意知平衡時： c(N₂O₄ )＝0.0120mol·L^－1 ，c(NO₂)＝0.0300mol·L^－1

      K＝ c(N₂O₄ )/c²(NO₂) ＝0.0120/0.0300×0.0300 ＝13.3

    答：平衡常數為13.3。

（4）由（3）可知，在17℃、1.01×10⁵Pa達到平衡時，1.00L混合氣體中：

      n(N₂O₄ )＝c(N₂O₄)×V＝0.0120mol·L^－1×1.00L＝0.0120mol ，

      n(NO₂ )＝c(NO₂)×V＝0.0300mol·L^－1×1.00L＝0.0300mol ，

             則n總(NO₂ )＝n(NO₂ )＋2×n(N₂O₄ )＝0.0540mol

             由Cu＋4HNO₃＝Cu(NO₃)₂＋2NO₂↑＋2H₂O可得：

              m(Cu)＝ 64g·mol^－1×0.0540mol /2 ＝1.73g

           答：理論上至少需消耗Cu 1.73g。

解析:

（1）由于該反應為氣體體積減小的放熱反應，要提高NO₂轉化率，則應該采取：

①降低溫度，②增加NO₂的濃度③增大壓強等措施，所以B、C符合要求；

（2）由1.00gN₂H₄(l)放出19.14kJ，則2mol(即64g)N₂H₄(l)放熱為1224.96kJ，

                所以 △H＝1224.96kJ·mol^－1

（3）、（4）見答案。