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.在一定温度下,等容密闭容器中反应达到平衡.其它条件不变时,下列措施能提高NO2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)已知在T℃,2L密闭容器中,加入4mol NO2(g),发现5分钟末反应达到平衡时,放出的热量为57.20kJ,则此时N2O4的体积分数为
 
,在此时间内用N2O4表示的反应速率为
 
达平衡后,保持温度不变,快速缩小容器的体积至1L,气体的颜色变化过程是
 
.
(3)25℃时,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,则反应
2N2H4(l)+N2O4(l)═3N2(g)+4H2O(l)的△H=
 
kJ?mol-1.
(4)T℃、1.01×105Pa,密闭容器中N2O4和NO2的混合气体达到平衡时,c(NO2)=0.0300mol?L-1、c(N2O4)=0.0120mol?L-1.反应2NO2(g)?N2O4(g)的平衡常数K=
 
.
(5)某温度、1.01×105Pa,已知K=
1
3
,在2L密闭容器中,加入10molNO2(g)和4molN2O4(g),此时,V正
 
V逆(填“>”、“<”或“=”).
考点:化学平衡的影响因素,用化学平衡常数进行计算
专题:
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;
(3)反应热表示2molN2H4(l)反应放出的热量,据此计算;
(2)5分钟末反应达到平衡时,放出的热量为57.20kJ,说明费用过程中二氧化氮消耗2mol,生成1molN2O4,依据平衡状态混合气体物质的量分数计算气体体积分数,保持温度不变,快速缩小容器的体积至1L,气体浓度增大为原来一倍,颜色变深,但压强增大平衡向气体体积减小的方向移动;
(4)根据平衡常数表达式k=
c(N2O4)
c2(NO2)
来计算;
(5)依据浓度商计算和平衡常数比较分析平衡移动方向;
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)已知在T℃,2L密闭容器中,加入4mol NO2(g),发现5分钟末反应达到平衡时,放出的热量为57.20kJ,依据热化学方程式2NO2(g)?N2O4(g)△H=57.20kJ?mol-1,反应过程中二氧化氮消耗2mol,生成1moN2O4,平衡混合气体物质的量为4mol-2mol+1mol=3mol,则此时N2O4的体积分数=
1mol
3mol
×100%=33%,此时间内用N2O4表示的反应速率=
1mol
2L
5min
=0.1mol/L?min,平衡后,保持温度不变,快速缩小容器的体积至1L,气体浓度增大为原来一倍,颜色变深,但压强增大平衡向气体体积减小的方向移动,二氧化氮是红棕色气体,四氧化二氮是无色气体,气体的颜色变化过程是先加深后变浅,但比原来的要深;
故答案为:33%,0.1mol/L?min,先加深后变浅,但比原来的要深;
(3)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;
(4)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
=13.3,该温度下,该反应的平衡常数为13.3;
故答案为:13.3;
(5)某温度、1.01×105Pa,已知K=
1
3
,在2L密闭容器中,加入10molNO2(g)和4molN2O4(g),Qc=
4mol
(10mol)2
=0.04<K=
1
3
,说明平衡正向进行,V正>V逆 ;
故答案为:>;
点评:本题考查化学反应速率、反应热、平衡常数计算,化学平衡影响因素,注意平衡状态气体颜色变化的分析方法,题目难度中等.
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