Question

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的轉(zhuǎn)化率的是

BC

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)，1.00g N₂H₄與足量N₂O₄完全反應(yīng)生成N₂（g）和H₂O，放出19.14kJ的熱量．則反應(yīng)：
2N₂H₄+N₂O₄═3N₂（g）+4H₂O的△H=-1224.96

-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）=0.030 0mol?L^-1、c（N₂O₄）=0.012 0mol?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)，制得上述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：（1）該反應(yīng)是反應(yīng)前后氣體體積減小的、放熱的可逆反應(yīng)，要提高二氧化氮的轉(zhuǎn)化率，只要改變條件使化學(xué)平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)即可；
（2）反應(yīng)熱表示2molN₂H₄（l）反應(yīng)放出的熱量，據(jù)此計(jì)算；
（3）根據(jù)平衡常數(shù)表達(dá)式k=

c(N2O4)

c2(NO2)

來計(jì)算；
（4）計(jì)算N₂O₄和NO₂的物質(zhì)的量，根據(jù)電子轉(zhuǎn)移計(jì)算Cu的物質(zhì)的量，根據(jù)m=nM計(jì)算Cu的質(zhì)量．

解答：解：（1）該反應(yīng)是反應(yīng)前后氣體體積減小的、放熱的可逆反應(yīng)，要使該反應(yīng)向正反應(yīng)方向移動(dòng)，可改變反應(yīng)物的濃度、體系的壓強(qiáng)、溫度等．
A、減小N0₂的濃度，平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng)，N0₂的轉(zhuǎn)化率降低，故A錯(cuò)誤；
B．降低溫度，平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)，N0₂的轉(zhuǎn)化率提高，故B正確；
C．增加N0₂的濃度，相當(dāng)于體系壓強(qiáng)增大，利于反應(yīng)向正反應(yīng)方向移動(dòng)，N0₂的轉(zhuǎn)化率提高，故C正確；
D．升高溫度，平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng)，N0₂的轉(zhuǎn)化率降低，故D錯(cuò)誤；
故答案為：BC；
（2）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2molN₂O₄（l）的質(zhì)量為2mol×32g/mol=64g，放出熱量為19.14kJ×64=1224.96KJ的熱量，
故答案為：-1224.96；
（3）平衡時(shí)，c（NO₂）=0.030 0mol?L^-1、c（N₂O₄）=0.012 0mol?L^-1，反應(yīng)2NO₂（g?N₂O₄（g）的平衡常數(shù)k=

c(N2O4)

c2(NO2)

=

0.012

0.032

=13.3，
答：該溫度下，該反應(yīng)的平衡常數(shù)為13.3；
（4）N₂O₄的物質(zhì)的量=1L×0.012 0mol?L^-1=0.012mol，NO₂的物質(zhì)的量=1L×0.03 0mol?L^-1=0.03mol，根據(jù)電子轉(zhuǎn)移守恒可知，參加反應(yīng)Cu的物質(zhì)的量=

0.03mol×1+0.012mol×2

2

=0.027mol，故參加反應(yīng)的Cu的質(zhì)量為0.027mol×64g/mol=1.728g，
答：需消耗Cu的質(zhì)量為1.728g．

點(diǎn)評(píng)：本題考查化學(xué)平衡計(jì)算、反應(yīng)熱計(jì)算、平衡常數(shù)計(jì)算、氧化還原反應(yīng)計(jì)算，難度中等，（4）中注意利用電子轉(zhuǎn)移守恒計(jì)算．