题目内容
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);△H=-57.20kJ?mol-1.一定温度下,在密闭容器中反应2NO2(g)?N2O4(g)达到平衡.其他条件不变时,下列措施能提高NO2的转化率的是
A.减小NO2的浓度 B.降低温度 C.增加NO2的浓度 D.升高温度
(2)25℃时,1.00g N2H4与足量N2O4完全反应生成N2(g)和H2O,放出19.14kJ的热量.则反应:
2N2H4+N2O4═3N2(g)+4H2O的△H=-1224.96
(3)17℃、1.01×105Pa,密闭容器中N2O4和NO2的混合气体达到平衡时,c(NO2)=0.030 0mol?L-1、c(N2O4)=0.012 0mol?L-1.计算反应2NO2(g?N2O4(g)的平衡常数K.
(4)现用一定量的Cu与足量的浓HNO3反应,制得上述1.00L已达到平衡的N2O4和NO2的混合气体(17℃、1.01×105Pa),理论上至少需消耗Cu多少克?
(1)已知:2NO2(g?N2O4(g);△H=-57.20kJ?mol-1.一定温度下,在密闭容器中反应2NO2(g)?N2O4(g)达到平衡.其他条件不变时,下列措施能提高NO2的转化率的是
BC
BC
A.减小NO2的浓度 B.降低温度 C.增加NO2的浓度 D.升高温度
(2)25℃时,1.00g N2H4与足量N2O4完全反应生成N2(g)和H2O,放出19.14kJ的热量.则反应:
2N2H4+N2O4═3N2(g)+4H2O的△H=-1224.96
-1224.96
-1224.96
kJ?mol-1.(3)17℃、1.01×105Pa,密闭容器中N2O4和NO2的混合气体达到平衡时,c(NO2)=0.030 0mol?L-1、c(N2O4)=0.012 0mol?L-1.计算反应2NO2(g?N2O4(g)的平衡常数K.
(4)现用一定量的Cu与足量的浓HNO3反应,制得上述1.00L已达到平衡的N2O4和NO2的混合气体(17℃、1.01×105Pa),理论上至少需消耗Cu多少克?
分析:(1)该反应是反应前后气体体积减小的、放热的可逆反应,要提高二氧化氮的转化率,只要改变条件使化学平衡向正反应方向移动即可;
(2)反应热表示2molN2H4(l)反应放出的热量,据此计算;
(3)根据平衡常数表达式k=
来计算;
(4)计算N2O4和NO2的物质的量,根据电子转移计算Cu的物质的量,根据m=nM计算Cu的质量.
(2)反应热表示2molN2H4(l)反应放出的热量,据此计算;
(3)根据平衡常数表达式k=
| c(N2O4) |
| c2(NO2) |
(4)计算N2O4和NO2的物质的量,根据电子转移计算Cu的物质的量,根据m=nM计算Cu的质量.
解答:解:(1)该反应是反应前后气体体积减小的、放热的可逆反应,要使该反应向正反应方向移动,可改变反应物的浓度、体系的压强、温度等.
A、减小N02的浓度,平衡向逆反应方向移动,N02的转化率降低,故A错误;
B.降低温度,平衡向正反应方向移动,N02的转化率提高,故B正确;
C.增加N02的浓度,相当于体系压强增大,利于反应向正反应方向移动,N02的转化率提高,故C正确;
D.升高温度,平衡向逆反应方向移动,N02的转化率降低,故D错误;
故答案为:BC;
(2)1.00gN2H4(l)与足量N2O4(l)完全反应生成N2(g)和H2O(l),放出19.14kJ的热量,则2molN2O4(l)的质量为2mol×32g/mol=64g,放出热量为19.14kJ×64=1224.96KJ的热量,
故答案为:-1224.96;
(3)平衡时,c(NO2)=0.030 0mol?L-1、c(N2O4)=0.012 0mol?L-1,反应2NO2(g?N2O4(g)的平衡常数k=
=
=13.3,
答:该温度下,该反应的平衡常数为13.3;
(4)N2O4的物质的量=1L×0.012 0mol?L-1=0.012mol,NO2的物质的量=1L×0.03 0mol?L-1=0.03mol,根据电子转移守恒可知,参加反应Cu的物质的量=
=0.027mol,故参加反应的Cu的质量为0.027mol×64g/mol=1.728g,
答:需消耗Cu的质量为1.728g.
A、减小N02的浓度,平衡向逆反应方向移动,N02的转化率降低,故A错误;
B.降低温度,平衡向正反应方向移动,N02的转化率提高,故B正确;
C.增加N02的浓度,相当于体系压强增大,利于反应向正反应方向移动,N02的转化率提高,故C正确;
D.升高温度,平衡向逆反应方向移动,N02的转化率降低,故D错误;
故答案为:BC;
(2)1.00gN2H4(l)与足量N2O4(l)完全反应生成N2(g)和H2O(l),放出19.14kJ的热量,则2molN2O4(l)的质量为2mol×32g/mol=64g,放出热量为19.14kJ×64=1224.96KJ的热量,
故答案为:-1224.96;
(3)平衡时,c(NO2)=0.030 0mol?L-1、c(N2O4)=0.012 0mol?L-1,反应2NO2(g?N2O4(g)的平衡常数k=
| c(N2O4) |
| c2(NO2) |
| 0.012 |
| 0.032 |
答:该温度下,该反应的平衡常数为13.3;
(4)N2O4的物质的量=1L×0.012 0mol?L-1=0.012mol,NO2的物质的量=1L×0.03 0mol?L-1=0.03mol,根据电子转移守恒可知,参加反应Cu的物质的量=
| 0.03mol×1+0.012mol×2 |
| 2 |
答:需消耗Cu的质量为1.728g.
点评:本题考查化学平衡计算、反应热计算、平衡常数计算、氧化还原反应计算,难度中等,(4)中注意利用电子转移守恒计算.
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