Question

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_________。

(2)火箭殘骸中常出現(xiàn)紅棕色氣體，是因?yàn)椋篘₂O₄(g) 2NO₂(g)    (Ⅱ)

當(dāng)溫度升高時(shí)，氣體顏色變深，則反應(yīng)(Ⅱ)為____________(填“吸熱”或“放熱”)反應(yīng)。

(3)一定溫度下，反應(yīng)(Ⅱ)的焓變?yōu)棣?i>H�，F(xiàn)將1 mol N₂O₄充入一恒壓密閉容器中，下列示意圖正確且能說明反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)的是__________。

若在相同溫度下，上述反應(yīng)改在體積為1 L的恒容密閉容器中進(jìn)行，平衡常數(shù)________(填“增大”“不變”或“減小”)，反應(yīng)3 s后NO₂的物質(zhì)的量為0.6 mol，則0～3 s內(nèi)的平均反應(yīng)速率v(N₂O₄)= ______mol·L^-1·s^-1。

Answer 1

(1)分析元素的化合價(jià)可知，氮元素的化合價(jià)由N₂O₄中的+4價(jià)，變成了生成物N₂中的0價(jià)，故可知N₂O₄為氧化劑。

(2)由溫度升高時(shí)，出現(xiàn)紅棕色，說明升溫平衡向生成NO₂的方向移動(dòng)，即該反應(yīng)的正反應(yīng)為吸熱反應(yīng)。

(3)作為化學(xué)平衡狀態(tài)的標(biāo)志，須由原來的“變量”變到“不變量”，方可說明，在恒壓條件下，隨著反應(yīng)的進(jìn)行生成NO₂，氣體的總的物質(zhì)的量不斷增加，容器的體積增大，故密度變小，當(dāng)密度不變時(shí)，可說明化學(xué)反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)，a正確；b圖，作為反應(yīng)熱，ΔH只與這個(gè)化學(xué)方程式有關(guān)，是一個(gè)不變量，它不會(huì)隨著反應(yīng)“量”的變化而變化，b錯(cuò)誤；c圖，用化學(xué)反應(yīng)速率判斷可逆反應(yīng)是否達(dá)到平衡狀態(tài)時(shí)，一定是“異向”，且它們的反應(yīng)速率之比等于化學(xué)計(jì)量數(shù)之比，故c錯(cuò)誤。d圖，當(dāng)N₂O₄的轉(zhuǎn)化率不變時(shí)，說明v(正)=v(逆)，反應(yīng)達(dá)到了平衡狀態(tài)，d正確。平衡常數(shù)是溫度的函數(shù)，只受溫度的影響，故溫度不變，化學(xué)平衡常數(shù)不變。由題意可知，NO₂的化學(xué)反應(yīng)速率，v(NO₂)=0.2 mol·L^-1·s^-1，由化學(xué)反應(yīng)速率之比等于化學(xué)計(jì)量數(shù)之比，得出v(N₂O₄)=0.1 mol·L^-1·s^-1。

答案：(1)N₂O₄              (2)吸熱     (3)a、d     不變        0.1