Question

（2009?江蘇）聯(lián)氨（N₂H₄）及其衍生物是一類重要的火箭燃料．N₂H₄與N₂O₄反應(yīng)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(yīng)2NO₂（g）N₂O₄（g）達(dá)到平衡．
其他條件不變時(shí)，下列措施能提高NO₂轉(zhuǎn)化率的是

BC

（填字幕）
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(shí)，1.00gN₂H₄（l）與足量N₂O₄（l）完全反應(yīng)生成N₂（g）和H₂O（l），放出19.14kJ的熱量．則反應(yīng)2N₂H₄（l）+N₂O₄（l）=3N₂（g）+4H₂O（l）的△H=

-1224.96

kJ?mol^-1
（3）17℃、1.01×10⁵Pa，密閉容器中N₂O₄和NO₂的混合氣體達(dá)到平衡時(shí)，c（NO₂）=0.0300mol?L^-1、c（N₂O₄）=0.0120mol?L^-1．計(jì)算反應(yīng)2NO₂（g）N₂O₄（g）的平衡常數(shù)K．
（4）現(xiàn)用一定量的Cu與足量的濃HNO₃反應(yīng)，制得1.00L已達(dá)到平衡的N₂O₄和NO₂的混合氣體（17℃、1.01×10⁵Pa），理論上至少需消耗Cu多少克？

Answer 1

分析：本題考察了平衡移動原理、反應(yīng)熱計(jì)算、平衡常數(shù)，氧化還原反應(yīng)的計(jì)算．
（1）根據(jù)外界條件對平衡的影響，若平衡正向移動，則能提高NO₂轉(zhuǎn)化率；
（2）根據(jù)熱化學(xué)方程式，應(yīng)計(jì)算2 molN₂H₄完全然繞放出的熱量；
（3）根據(jù)平衡常數(shù)表達(dá)式，帶入平衡濃度計(jì)算；
（4）首根據(jù)（3）問濃度關(guān)系，計(jì)算出1L混合氣體中N₂O₄和NO₂，然后根據(jù)反應(yīng)方程式或氧化還原反應(yīng)中得失電子守恒即可計(jì)算出銅的質(zhì)量．

解答：解：（1）減少NO₂的濃度平衡向逆反應(yīng)方法移動，NO₂的轉(zhuǎn)化率降低；降低溫度，平衡向放熱方向移動，正反應(yīng)為放熱反應(yīng)，所以降低溫度，NO₂的轉(zhuǎn)化率升高；增加NO₂的濃度，相當(dāng)于加壓，平衡正向移動，所以NO₂的轉(zhuǎn)化率升高；升高溫度，平衡向吸熱反應(yīng)方向移動，所以NO₂的轉(zhuǎn)化率降低．
故選BC．
（2）2mol N₂H₄完全燃燒放出熱量為：2mol×32g/mol×19.14KJ/g═1224.96KJ，
故反應(yīng)2N₂H₄（l）+N₂O₄（l）=3N₂（g）+4H₂O（l）的△H=-1224.96kJ?mol^-1．
（3）根據(jù)題意知平衡時(shí)：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(shù)為13.3．
（4）由（3）可知，在17℃、1.01×10⁵Pa達(dá)到平衡時(shí)，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)=

0.0540mol

2

×64g?mol-1=1.73g
答：理論上至少需消耗Cu 1.73 g．

點(diǎn)評：簡單的反應(yīng)熱計(jì)算要注意將質(zhì)量轉(zhuǎn)化為物質(zhì)的量，還要注意比例關(guān)系；計(jì)算平衡常數(shù)時(shí)，帶入平衡常數(shù)表達(dá)式的一定是平衡濃度；本題計(jì)算銅的質(zhì)量可根據(jù)得失電子守恒簡化計(jì)算．