Question

聯氨（N₂H₄）及其衍生物是一類重要的火箭燃料，N₂H₄與N₂O₄反應能放出大量的熱．
（1）已知：2NO₂（g?N₂O₄（g）；△H=-57.20kJ?mol^-1．一定溫度下，在密閉容器中反應2NO₂（g）?N₂O₄（g）達到平衡．其他條件不變時，下列措施能提高NO₂的轉化率的是

BC

A．減小NO₂的濃度  B．降低溫度   C．增加NO₂的濃度  D．升高溫度
（2）25℃時，1.00g N₂H₄與足量N₂O₄完全反應生成N₂（g）和H₂O，放出19.14kJ的熱量．則反應：
2N₂H₄+N₂O₄═3N₂（g）+4H₂O的△H=-1224.96

-1224.96

kJ?mol^-1．
（3）17℃、1.01×10⁵Pa，密閉容器中N₂O₄和NO₂的混合氣體達到平衡時，c（NO₂）=0.030 0mol?L^-1、c（N₂O₄）=0.012 0mol?L^-1．計算反應2NO₂（g?N₂O₄（g）的平衡常數K．
（4）現用一定量的Cu與足量的濃HNO₃反應，制得上述1.00L已達到平衡的N₂O₄和NO₂的混合氣體（17℃、1.01×10⁵Pa），理論上至少需消耗Cu多少克？

Answer 1

分析：（1）該反應是反應前后氣體體積減小的、放熱的可逆反應，要提高二氧化氮的轉化率，只要改變條件使化學平衡向正反應方向移動即可；
（2）反應熱表示2molN₂H₄（l）反應放出的熱量，據此計算；
（3）根據平衡常數表達式k=

c(N2O4)

c2(NO2)

來計算；
（4）計算N₂O₄和NO₂的物質的量，根據電子轉移計算Cu的物質的量，根據m=nM計算Cu的質量．

解答：解：（1）該反應是反應前后氣體體積減小的、放熱的可逆反應，要使該反應向正反應方向移動，可改變反應物的濃度、體系的壓強、溫度等．
A、減小N0₂的濃度，平衡向逆反應方向移動，N0₂的轉化率降低，故A錯誤；
B．降低溫度，平衡向正反應方向移動，N0₂的轉化率提高，故B正確；
C．增加N0₂的濃度，相當于體系壓強增大，利于反應向正反應方向移動，N0₂的轉化率提高，故C正確；
D．升高溫度，平衡向逆反應方向移動，N0₂的轉化率降低，故D錯誤；
故答案為：BC；
（2）1.00gN₂H₄（l）與足量N₂O₄（l）完全反應生成N₂（g）和H₂O（l），放出19.14kJ的熱量，則2molN₂O₄（l）的質量為2mol×32g/mol=64g，放出熱量為19.14kJ×64=1224.96KJ的熱量，
故答案為：-1224.96；
（3）平衡時，c（NO₂）=0.030 0mol?L^-1、c（N₂O₄）=0.012 0mol?L^-1，反應2NO₂（g?N₂O₄（g）的平衡常數k=

c(N2O4)

c2(NO2)

=

0.012

0.032

=13.3，
答：該溫度下，該反應的平衡常數為13.3；
（4）N₂O₄的物質的量=1L×0.012 0mol?L^-1=0.012mol，NO₂的物質的量=1L×0.03 0mol?L^-1=0.03mol，根據電子轉移守恒可知，參加反應Cu的物質的量=

0.03mol×1+0.012mol×2

2

=0.027mol，故參加反應的Cu的質量為0.027mol×64g/mol=1.728g，
答：需消耗Cu的質量為1.728g．

點評：本題考查化學平衡計算、反應熱計算、平衡常數計算、氧化還原反應計算，難度中等，（4）中注意利用電子轉移守恒計算．