Question

（1）发射卫星用肼（N₂H₄）作燃料，NO₂作氧化剂，两者反应生成N₂和水蒸气，已知：N₂（g）+2O₂（g）═2NO₂（g）△H₁=+67.7kJ/mol  N₂H₄（g）+O₂（g）=N₂（g）+2H₂O（g）△H₂=-534kJ/mol．试写出N₂H₄与 NO₂反应的热化学方程式

 

．
（2）工业上利用催化氧化反应将SO₂转化为SO₃：2SO₂+O₂?2SO₃．若某温度下，此反应的起始浓度c（SO₂）=1.0mol?L^-1，c（O₂）=1.5mol?L^-1，达到平衡后，SO₂的转化率为50%，则此温度下该反应的平衡常数K=

 

．SO₃?SO₃+

1

2

O₂ 在此温度下，该反应的平衡常数K=

 

（3）在2L的密闭容器中发生下列反应：3X（g）+Y （g）?2Z（g ）．若最初加入的X、Y、Z都是2mol，反应中X的平均反应速率为0.12mol．L^-1s^-1，若要使产物Z为2.6mol，反应需要的时间为

 

（4）对于反应M+N→P，如果温度每升高10℃，速率增加为原来的3倍．在20℃时，完成反应的10%需要162min；将温度提高到50℃，完成反应的10%需要时间为

 

min．

Answer 1

考点：用盖斯定律进行有关反应热的计算,反应速率的定量表示方法,用化学平衡常数进行计算

专题：

分析：（1）根据盖斯定律书写；
（2）根据达到平衡后，SO₂的转化率为50%即消耗了容器的SO₂的浓度为50%×1.0mol?L^-1=0.50mol?L^-1，结合方程式计算出反应消耗的氧气和生成的三氧化硫的物质的量，从而建立三段式，再根据平衡常数的表达式进行计算；
（3）根据速率之比等于化学计量数之比，计算出反应中Z的平均反应速率，根据v（Z）=

△n(Z)

V?△t

计算时间；
（4）已知温度每升高10℃，化学反应速率增大到原来的3倍，那么20℃时，温度升高50℃，反应速率应是20℃的3³=27倍，以此解答该题．

解答： 解：（1）①N₂（g）+2O₂（g）═2NO₂（g），△H=+67.7KJ?mol^-1；
②N₂H₄（g）+O₂（g）═N₂（g）+2H₂O （g），△H=-534KJ?mol^-1
将方程式2×②-①得2N₂H₄（g）+2NO₂（g）=3N₂（g）+4H₂O（g）△H=2（-534KJ?mol^-1）-（+67.7KJ?mol^-1）=-1135.7kJ?mol^-1，
故答案为：2N₂H₄（g）+2NO₂（g）=3N₂（g）+4H₂O（g）△H=-1135.7kJ?mol^-1；
（2）达到平衡后，SO₂的转化率为50%即消耗了容器的SO₂的浓度为50%×1.0mol?L^-1=0.50mol?L^-1，
          2SO₂ +O₂ ?2SO₃
开始浓度   1.0    1.5    0
转化浓度   0.5    0.25  0.5
平衡浓度    0.5     1.25   0.5
平衡常数K=

0．52

0．52×1.25

=0.8；
根据正反应平衡常数与逆反应平衡常数成倒数，则在此温度下 2SO₃?2SO₂ +O₂平衡常数为

1

0.8

=1.25；又根据平衡常数与系数成幂次方关系，
所以SO₃?SO₃+

1

2

O₂ 在此温度下，该反应的平衡常数为

1.25

；故答案为：0.8；

1.25

；
（3）X的平均反应速率为0.12mol?L^-1?s^-1，则Z的平均反应速率为0.08mol?L^-1?s^-1，Z从2mol变为2.6mol，增加0.6mol，因为是2L的容器，所以需要时间为

0.6mol

2L×0.08mol/(L?s)

=3.75s，故答案为：3.75s；
（4）已知温度每升高10℃，化学反应速率增大到原来的3倍，那么20℃时，温度升高50℃，反应速率应是20℃的3³=27倍，在20℃时完成反应的10%需要162min，
则温度提高到50℃完成反应的10%需要时间（min）为

162min

27

=6min，故答案为：6

点评：本题考查盖斯定律的应用、化学平衡常数的计算、反应速率的影响因素等，侧重于分析与应用能力的考查，题目难度不大，注意平衡常数与反应方程式的关系是（2）题的关键，温度升高后速率的变化倍数为解答（4）题目的关键．