Question

18．偏二甲肼與N₂O₄ 是常用的火箭推進(jìn)劑，二者發(fā)生如下化學(xué)反應(yīng)：
（CH₃）₂NNH₂（l）+2N₂O₄（l）=2CO₂（g）+3N₂（g）+4H₂O（g） （Ⅰ）
（1）反應(yīng)（Ⅰ）中氧化劑是N₂O₄．
（2）火箭殘骸中�，F(xiàn)紅棕色氣體，原因?yàn)椋篘₂O₄（g）?2NO₂（g）△H  （Ⅱ）
當(dāng)溫度升高時(shí)，氣體顏色變深，則反應(yīng)（Ⅱ）中△H＞0（填“＞”或“＜”），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)減小（填“增大”、“減小”或“不變”），混合氣體的顏色變深（填“變深”或“變淺”）．
（3）一定溫度下，將1mol N₂O₄充入一恒壓密閉容器中發(fā)生反應(yīng)（Ⅱ），下列示意圖正確且能說(shuō)明反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)的是acd．

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，平衡常數(shù)不變（填“增大”“不變”或“減小”），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）=0.01mol•L^-1•s^-1．

Answer 1

分析 （1）在氧化還原反應(yīng)中化合價(jià)降低的反應(yīng)物是氧化劑；
（2）升高溫度，平衡向吸熱反應(yīng)方向移動(dòng)；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)，但二氧化氮的濃度一定增大；
（3）根據(jù)達(dá)到平衡狀態(tài)，各組分濃度不變，正逆反應(yīng)速率相等進(jìn)行判斷；化學(xué)平衡常數(shù)只與溫度有關(guān)，與物質(zhì)的濃度無(wú)關(guān)；根據(jù)v（NO₂）=$\frac{△c}{△t}$計(jì)算NO₂的化學(xué)反應(yīng)速率，再根據(jù)同一反應(yīng)中、同一時(shí)間段內(nèi)反應(yīng)速率之比等于計(jì)量數(shù)之比計(jì)算v（N₂O₄）．

解答 解：（1）反應(yīng)（Ⅰ）中，N₂O₄（l）中N元素得電子化合價(jià)降低，N₂O₄（l）是氧化劑，（CH₃）₂NNH₂（l）中碳元素化合價(jià)升高，是還原劑，
故答案為：N₂O₄；
（2）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；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��；變深；
（3）a、反應(yīng)方程式兩邊氣體的質(zhì)量不相等，密度不變，說(shuō)明達(dá)到了平衡狀態(tài)，故a正確；
b、反應(yīng)過(guò)程中，反應(yīng)熱不會(huì)變化，不是變量，無(wú)法判斷是否達(dá)到平衡狀態(tài)，故b錯(cuò)誤；
c、根據(jù)圖象，正反應(yīng)速率不變，則說(shuō)明達(dá)到了平衡狀態(tài)，故c正確；
d、四氧化二氮的轉(zhuǎn)化率不變，說(shuō)明正逆反應(yīng)速率相等，達(dá)到了平衡狀態(tài)，故d正確；
化學(xué)平衡常數(shù)只與溫度有關(guān)，與物質(zhì)的濃度無(wú)關(guān)，所以平衡常數(shù)K不變；
v（NO₂）=$\frac{△c}{△t}$=$\frac{\frac{0.6mol}{10L}}{3s}$=0.02mol/L•s，則v（N₂O₄）=$\frac{1}{2}$v（NO₂）=0.01mol/（L•s），
故答案為：acd；不變；0.01．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了化學(xué)平衡狀態(tài)的判斷、化學(xué)反應(yīng)速率的計(jì)算等知識(shí)，題目難度中等，注意掌握化學(xué)平衡狀態(tài)的判斷方法、明確化學(xué)反應(yīng)速率與化學(xué)及計(jì)量數(shù)成正比，試題培養(yǎng)了學(xué)生靈活應(yīng)用所學(xué)知識(shí)的能力．