Question

【題目】氮及其化合物如NH3及銨鹽、N2H4、N2O4等在中學化學、化工工業、國防等領域占有重要地位。

（1）發射航天火箭常用肼(N2H4)與N2O4作燃料與助燃劑。N2H4 (1)與N2O4(g)生成4 mol H2O(g)時放出熱量1077 kJ，寫出其熱反應方程式：_____________________________________。

（2）N2O4與NO2之間存在反應N2O4(g)2NO2 (g)將一定量的 N2O4放入恒容密閉容器中，測得其平衡轉化率[a(N2O4)]隨溫度的變化如圖所示。

①由圖推測該反應ΔH_______0(填“>”或“<”)，理由為__________________________。

②圖中a點對應溫度下，已知N2O4的起始壓強p0為108 kPa，列式計算該溫度下反應的平衡常數Kp =____________。（保留一位小數，并帶單位。用平衡分壓代替平衡濃度計算，分壓=總壓×物質的量分數）

③在一定條件下，該反應N2O4、NO2兩者的消耗速率與自身壓強間存在關系：v消耗(N2O4)=k1· P(N2O4)，v消耗(NO2)=k2·P2(NO2)，其中k1、k2是與反應溫度有關的速率常數。則一定溫度下，k1、k2與平衡常數Kp的關系是k1=________________。

Answer 1

【答案】 2N2H4(l)+N2O4(g)==3N2(g)+4H2O(g) ΔH= -1077 kJ/mol > 升溫， N2O4的轉化率增大，表明平衡向正反應方向移動，而升溫平衡是向吸熱反應方向移動的，所以正反應為吸熱反應，ΔH>0 =p0(N2O4)= ×108kPa=115.2kPa k2Kp

【解析】(1)N2H4 (1)與N2O4(g)生成4 mol H2O(g)時放出熱量1077 kJ，則熱反應方程式為2N2H4(l)+N2O4(g)==3N2(g)+4H2O(g) ΔH= -1077 kJ/mol，故答案為：2N2H4(l)+N2O4(g)==3N2(g)+4H2O(g) ΔH= -1077 kJ/mol；

(2)①根據圖知，升高溫度轉化率增大，升高溫度平衡向吸熱方向移動，則正反應是吸熱反應，故答案為：＞；溫度升高，α(N2O4)增加，說明平衡右移，該反應為吸熱反應，△H＞0；

②四氧化二氮的轉化率是0.4，設原來四氧化二的物質的量為xmol，轉化的物質的量為0.8xmol，則混合氣體的物質的量=(x-0.4x+0.8x)mol=1.4xmol，相同條件下，氣體的壓強之比等于其物質的量之比，所以反應后壓強==151.2kPa，四氧化二氮的分壓=151.2kPa×=64.8kPa，二氧化氮的分壓=151.2kPa×=86.4kPa，化學平衡常數K===115.2，故答案為：115.2；

③化學平衡常數Kp=，二者的反應速率之比等于其計量數之比，所以υ(NO2)：υ(N2O4)=k2[p(NO2)]2：k1p(N2O4)=2：1，化學平衡常數Kp=，則k1=k2·Kp，故答案為： k2·Kp。