Question

【题目】肼可作为火箭发动机的燃料，与N2O4反应生成N2和水蒸气。已知：

①N2(g)+2O2(g) ＝N2O4(l)　ΔH1＝－19.5 kJ·mol－1

②N2H4(l)+O2(g) ＝ N2(g)+2H2O(g)　ΔH2＝－534.2 kJ·mol－1

（1）写出肼和N2O4反应的热化学方程式______________；

（2）上述反应中氧化剂是______________。

（3）火箭残骸中常现红棕色气体，当温度升高时，气体颜色变深，原因是存在如下反应：N2O4 (g) 2NO2 (g)

① 上述反应的ΔH_________0（选填“＞”或“＜”）。

② 保持温度和体积不变向上述平衡体系中再充入一定量的N2O4，再次达到平衡时，混合气体中NO2的体积分数_______（填“增大”、“ 减小”或“不变”），混合气体的颜色_______（填“变深”或“变浅”）。

③一定温度下，将1 mol N2O4 充入一恒压密闭容器中发生上述反应，下列示意图正确且能说明反应达到平衡状态的是___________。

④若在相同温度下，上述反应改在体积为10L的恒容密闭容器中进行，反应3s后NO2的物质的量为0.6mol，则0-3s内的平均反应速率v（N2O4）=___________ mol·L－1·s－1。

Answer 1

【答案】 2N2H4(l)+N2O4(l)＝3N2(g)+4H2O(g)ΔH＝－1048.9kJ/mol N2O4 ＞ 减小 变深 ad 0.01

【解析】(1)肼可作为火箭发动机的燃料，与氧化剂N2H4反应生成N2和水蒸气，将方程式②×2-①得肼和N2H4反应的热化学方程式，2N2H4(l)+N2O4(l)=3N2(g)+4H2O(g)△H=-1048.9kJ/mol，故答案为：2N2H4(l)+N2O4(l)=3N2(g)+4H2O(g)△H=-1048.9kJ/mol；

(2)根据(1)中反应2N2H4(l)+N2O4(l)=3N2(g)+4H2O(g)可知，N2O4中的氮元素从+4价变为0价，所以N2O4是氧化剂，故答案为：N2O4；

(3)①升高温度，化学平衡向吸热反应方向移动，当温度升高时，气体颜色变深，平衡向正反应方向移动，所以正反应是吸热反应即△H＞0，故答案为：＞；

②保持温度和体积不变向上述平衡体系中再充入一定量的N2O4，相对于成比例增大反应物，即增大压强平衡向气体体积减小的方向移动即逆反应方向，所以NO2的体积分数减小，但二氧化氮的浓度仍然增大，则混合气体的颜色变深，故答案为：减小；变深；

③a、反应方程式两边气体的质量不相等，密度不变，说明达到了平衡状态，故a正确；b、反应过程中，反应热不会变化，不是变量，无法判断是否达到平衡状态，故b错误；c、根据图像，正反应速率还在减小，则说明未达到平衡状态，故c错误；d、四氧化二氮的转化率不变，说明正逆反应速率相等，达到了平衡状态，故d正确；故选ad；

④v(NO2)=v(NO2)= ==0.02mol/Ls，则v(N2O4)= v(NO2)=0.01mol/(Ls)，故答案为：0.01。