Question

联氨（N₂H₄）及其衍生物是一类重要的火箭燃料．N₂H₄与N₂O₄反应能放出大量的热．
（1）已知：2NO₂（g）?N₂O₄（g）△H=-57.20kJ?mol^-1．一定条件下，在体积一定的密闭容器中反应2NO₂（g）?N₂O₄（g）达到平衡．其他条件不变时，下列措施能提高NO₂转化率的是

 

（填字母）．
A．减小NO₂的浓度   B．降低温度    C．增加NO₂的浓度  D．升高温度
（2）25℃时，1.00g N₂H₄（l）与足量N₂O₄（l）完全反应生成N₂（g）和H₂O（l），放出19.14kJ的热量．则该反应的热化学方程式为

 

．
（3）17℃、1.01×10⁵Pa，密闭容器中N₂O₄和NO₂的混合气体达到平衡时，c（NO₂）=0.0300mol?L^-1、c（N₂O₄）=0.0120mol?L^-1．反应2NO₂（g）?N₂O₄（g）的平衡常数K=

 

．
（4）现用一定量的Cu与足量的浓HNO₃反应，制得1.00L已达到平衡的N₂O₄和NO₂的混合气体（17℃、1.01×10⁵Pa），理论上至少需消耗Cu

 

 g．

Answer 1

考点：化学平衡的影响因素,化学方程式的有关计算,热化学方程式,化学平衡常数的含义

专题：计算题,化学平衡专题

分析：（1）该反应是反应前后气体体积减小的、放热的可逆反应，要提高二氧化氮的转化率，只要改变条件使化学平衡向正反应方向移动即可；
（2）依据题干数据计算2mol肼完全燃烧放热，结合热化学方程式书写方法标注物质聚集状态，和对应焓变来解答；
（3）根据平衡常数表达式k=

c(N2O4)

c2(NO2)

来计算；
（4）计算N₂O₄和NO₂的物质的量，根据电子转移计算Cu的物质的量，根据m=nM计算Cu的质量．

解答： 解：（1）该反应是反应前后气体体积减小的、放热的可逆反应，要使该反应向正反应方向移动，可改变反应物的浓度、体系的压强、温度等．
A、减小N0₂的浓度，平衡向逆反应方向移动，N0₂的转化率降低，故A错误；
B．降低温度，平衡向正反应方向移动，N0₂的转化率提高，故B正确；
C．增加N0₂的浓度，平衡向正反应方向移动，且体系压强增大，也利于反应向正反应方向移动，故C正确；
D．升高温度，平衡向逆反应方向移动，N0₂的转化率降低，故D错误；
故答案为：BC；
（2）（2）1.00gN₂H₄（l）与足量N₂O₄（l）完全反应生成N₂（g）和H₂O（l），放出19.14kJ的热量，则2molN₂O₄（l）的质量为2mol×32g/mol=64g，放出热量为19.14kJ×64=1224.96KJ的热量，反应的热化学方程式为：2N₂H₄（l）+N₂O₄（l）═3N₂（g）+4H₂O（l）△H=-1224.96KJ/mol，
故答案为：2N₂H₄（l）+N₂O₄（l）═3N₂（g）+4H₂O（l）△H=-1224.96KJ/mol；
（3）平衡时，c（NO₂）=0.030 0mol?L^-1、c（N₂O₄）=0.012 0mol?L^-1，反应2NO₂（g?N₂O₄（g）的平衡常数k=

c(N2O4)

c2(NO2)

=

0.012

0.032

=13.3，
答：该温度下，该反应的平衡常数为13.3；
（4）由（3）可知，在17℃、1.01×10⁵Pa达到平衡时，1.00 L混合气体中：
n（N₂O₄）=c（N₂O₄）×V=0.0120 mol?L^-1×1.00L=0.0120mol
n（NO₂）=c（NO₂）×V=0.0300 mol?L^-1×1.00L=0.0300mol
则 n （NO₂）总=n（NO₂）+2n（N₂O₄）=0.0540mol
由Cu+4HNO₃=Cu（NO₃）₂+2NO₂↑+2H₂O可得
m=

0.0540mol

2

×64g/mol=1.73g；
答：需消耗Cu的质量为1.73g．

点评：本题考查化学平衡计算、反应热计算、影响化学平衡因素分析判断，注意利用电子转移守恒计算，掌握基础是解题关键，难度中等．