.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),N2O4为无色气体.①在上述
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.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),N2O4为无色气体. ①在上述条件下反应能够自发进行,则反应的△H______0(填写“>”、“<”、“=”) ②一定温度下,在密闭容器中反应2NO2(g)⇌N2O4(g)达到平衡,达到平衡状态的标志______. A单位时间内生成nmolN2O4的同时生成2nmolNO2 B用NO2、N2O4的物质的量浓度变化表示的反应速率之比为2:1的状态 C混合气体的颜色不再改变的状态 D混合气体的密度不再改变的状态 E混合气体的平均相对分子质量不再改变的状态 ③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增大压强D升高温度 ④17℃、1.01×105Pa,往10L密闭容器中充入NO2,达到平衡时,c(NO2)=0.2mol•L-1、c(N2O4)=0.16mol•L-1.请计算反应初始时,充入NO2的物质的量;请计算该温度下该反应的平衡常数K;请计算该温度下反应N2O4(g)⇌2NO2(g)的平衡常数K.(请写出计算过程) (2)25℃时,1molN2H4(l)与足量N2O4(l)完全反应生成N2(g)和H2O(l),放出612.5kJ的热量. 请写出该反应的化学方程式:______. |
答案
(1)①2NO2(g)⇌N2O4(g),N2O4为无色气体,在上述条件下反应能够自发进行说明△H-T△S<0,反应的△S<0,则满足△H-T△S<0,△H<0; 故答案为:<; ②一定温度下,在密闭容器中反应2NO2(g)⇌N2O4(g)达到平衡的标志是正逆反应速率相同; A、单位时间内生成n mol N2O4的同时生成2nmolNO2 表明正逆反应速率相同,故A正确; B、用NO2、N2O4的物质的量浓度变化表示的反应速率之比为2:1的状态在整个过程中和达到平衡是相同的,不能判断反应达到平衡,故B错误; C、反应中二氧化氮是红棕色气体,四氧化二氮是无色气体,混合气体的颜色不再改变的状态,证明反应达到平衡,故C正确; D、密度等于气体质量除以体积,反应过程中密度不变,混合气体的密度不再改变的状态,不能证明反应达到平衡,故D错误; E、反应是气体体积减小的反应,质量守恒,当混合气体的平均相对分子质量不再改变的状态,是气体物质的量不变,能证明平衡,故E正确; 故答案为:ACE; ③其他条件不变时,措施能提高NO2转化率的是平衡正向进行,2NO2(g)⇌N2O4(g)△H<0;反应是气体体积减小的放热反应,反应正向进行的条件是低温高压条件,选项A减小二氧化氮浓度转化率减小,D选项升高温度平衡逆向进行,二氧化氮转化率减小; 故答案为:BC; ④17℃、1.01×105Pa,往10L密闭容器中充入NO2,达到平衡时,c(NO2)=0.2mol•L-1、c(N2O4)=0.16mol•L-1,反应初始时,充入NO2的物质的量浓度为0.52mol/L, n(NO2)=C(NO2)•V=0.52mol/L×10L=5.2mol; 该反应的平衡常数K===4mol-1/L-1 该温度下反应N2O4(g)⇌2NO2(g)的平衡常数K′===mol/L; 答:反应初始二氧化氮物质的量为5.2mol,反应的平衡常数为4mol-1/L-1,该温度下反应N2O4(g)⇌2NO2(g)的平衡常数为0.25mol/L; (2)25℃时,1molN2H4(l)与足量N2O4(l)完全反应生成N2(g)和H2O(l),放出612.5kJ的热量,2molN2H4(l)与足量N2O4(l)完全反应生成N2(g)和H2O(l),放出1225kJ的热量,反应的热化学方程式为:2N2H4(l)+N2O4(l)=3N2(g)+4H2O(l)△H=-1225KJ/mol, 故答案为:2N2H4(l)+N2O4(l)=3N2(g)+4H2O(l)△H=-1225KJ/mol. |
举一反三
在100℃时,将0.40mol的二氧化氮气体充入2L抽真空的密闭容器中,每隔一定时间就对该容器内的物质进行分析,得到如下表数据:
时间(s) | 0 | 20 | 40 | 60 | 80 | n(NO2)/mol | 0.40 | n1 | 0.26 | n3 | n4 | n(N2O4)/mol | 0.00 | 0.05 | n2 | 0.08 | 0.08 | 一定条件下,在容积为10L的密闭容器中,将1molX和1molY进行如下反应:2X(g)+Y(g)⇌Z(g),经60s达到平衡生成0.3mol的Z,下列说法正确的是( )A.60s时Z的平衡浓度为0.03mol/L | B.将容器容积变为20L,Z的新平衡浓度将等于原平衡浓度的一半 | C.若温度和体积不变,往容器内增加1molX,Y的转化率将增大 | D.若升高温度,X的体积分数增大,则正反应的△H>0 |
| 已知常温下,N2(g)和H2(g)生成2molNH3(g)放出92.4kJ热量.现有甲、乙两个容积相同的密闭容器,在常温下: ①向密闭容器甲中通入1molN2和3molH2,达到平衡时放出热量Q1kJ. ②向密闭容器乙中通入0.5molN2和1.5molH2,达到平衡时放出热量Q2kJ. 则下列关系式正确的是( )A.92.4>Ql>2Q2 | B.92.4=Q1<2Q2 | C.Q1=2Q2=92.4 | D.Q1=2Q2<92.4 |
| 在容积为2.0L恒容的密闭容器中充入0.80molN2(g)和1.60molH2(g),反应N2(g)+3H2(g)⇌2NH3(g)在673K、30MPa下进行,达到平衡时,NH3的体积分数为20%. 则(1)该条件下的平衡常数K=______. (2)氮气的转化率______ (3)平衡时的压强与起始时的压强之比______. | 恒温下,将amol氮气与bmol氢气的混合气体通入一个固定容积的密闭容器中,发生如下反应:N2(g)+3H2(g)⇌2NH3(g) 求:(1)反应进行到某时刻t时,n(N2)=13mol,n(NH3)=6mol,计算a=______ (2)反应达平衡时,混合气体的体积为716.8L(标况下),其中NH3的含量(体积分数)为25%,计算平衡时NH3的物质的量,n(NH3)=______. (3)原混合气体与平衡时混合气体的总物质的量之比(写出最简整数比,下同)n(始):n(平)=______ (4)原混合气体中,a:b=______ (5)达到平衡时,N2和H2的转化率之比,α(N2):α(H2)=______ (6)平衡混合气体中,n(N2):n(H2):n(NH3)=______. |
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