Question

【題目】肼可作為火箭發動機的燃料，與N2O4反應生成N2和水蒸氣。已知：

①N2(g)+2O2(g) ＝N2O4(l)　ΔH1＝－19.5 kJ·mol－1

②N2H4(l)+O2(g) ＝ N2(g)+2H2O(g)　ΔH2＝－534.2 kJ·mol－1

（1）寫出肼和N2O4反應的熱化學方程式______________；

（2）上述反應中氧化劑是______________。

（3）火箭殘骸中常現紅棕色氣體，當溫度升高時，氣體顏色變深，原因是存在如下反應：N2O4 (g) 2NO2 (g)

① 上述反應的ΔH_________0（選填“＞”或“＜”）。

② 保持溫度和體積不變向上述平衡體系中再充入一定量的N2O4，再次達到平衡時，混合氣體中NO2的體積分數_______（填“增大”、“ 減小”或“不變”），混合氣體的顏色_______（填“變深”或“變淺”）。

③一定溫度下，將1 mol N2O4 充入一恒壓密閉容器中發生上述反應，下列示意圖正確且能說明反應達到平衡狀態的是___________。

④若在相同溫度下，上述反應改在體積為10L的恒容密閉容器中進行，反應3s后NO2的物質的量為0.6mol，則0-3s內的平均反應速率v（N2O4）=___________ mol·L－1·s－1。

Answer 1

【答案】 2N2H4(l)+N2O4(l)＝3N2(g)+4H2O(g)ΔH＝－1048.9kJ/mol N2O4 ＞ 減小 變深 ad 0.01

【解析】(1)肼可作為火箭發動機的燃料，與氧化劑N2H4反應生成N2和水蒸氣，將方程式②×2-①得肼和N2H4反應的熱化學方程式，2N2H4(l)+N2O4(l)=3N2(g)+4H2O(g)△H=-1048.9kJ/mol，故答案為：2N2H4(l)+N2O4(l)=3N2(g)+4H2O(g)△H=-1048.9kJ/mol；

(2)根據(1)中反應2N2H4(l)+N2O4(l)=3N2(g)+4H2O(g)可知，N2O4中的氮元素從+4價變為0價，所以N2O4是氧化劑，故答案為：N2O4；

(3)①升高溫度，化學平衡向吸熱反應方向移動，當溫度升高時，氣體顏色變深，平衡向正反應方向移動，所以正反應是吸熱反應即△H＞0，故答案為：＞；

②保持溫度和體積不變向上述平衡體系中再充入一定量的N2O4，相對于成比例增大反應物，即增大壓強平衡向氣體體積減小的方向移動即逆反應方向，所以NO2的體積分數減小，但二氧化氮的濃度仍然增大，則混合氣體的顏色變深，故答案為：減小；變深；

③a、反應方程式兩邊氣體的質量不相等，密度不變，說明達到了平衡狀態，故a正確；b、反應過程中，反應熱不會變化，不是變量，無法判斷是否達到平衡狀態，故b錯誤；c、根據圖像，正反應速率還在減小，則說明未達到平衡狀態，故c錯誤；d、四氧化二氮的轉化率不變，說明正逆反應速率相等，達到了平衡狀態，故d正確；故選ad；

④v(NO2)=v(NO2)= ==0.02mol/Ls，則v(N2O4)= v(NO2)=0.01mol/(Ls)，故答案為：0.01。