Question

【題目】Ⅰ.火箭升空需要高能的燃料，經(jīng)常是用N2O4和N2H4作為燃料，工業(yè)上利用N2和H2可以合成NH3，NH3又可以進一步制備聯(lián)氨(N2H4)等。已知：

N2(g) + 2O2(g)＝2NO2(g) △H= +67.7kJ·mol－1

N2H4(g) + O2(g)＝N2(g) + 2H2O(g) △H=－534.0kJ·mol－1

NO2(g)1/2N2O4(g) △H=－26.35kJ·mol－1

試寫出氣態(tài)聯(lián)氨在氣態(tài)四氧化二氮中燃燒生成氮氣和氣態(tài)水的熱化學方程式：___。

Ⅱ.1100℃時，體積為2L的恒容容器中發(fā)生如下反應(yīng)：Na2SO4(s)+4H2(g)Na2S(s)+4H2O(g)。

（1）下列能判斷反應(yīng)達到平衡狀態(tài)的是____。

A．容器中壓強不變 B．混合氣體密度不變

C．1molH-H鍵斷裂同時形成2 mol H-O D．H2的體積分數(shù)不變

（2）若2min時反應(yīng)達平衡，此時氣體質(zhì)量增加8g，則用H2表示該反應(yīng)的反應(yīng)速率為___。

（3）某溫度下該反應(yīng)達平衡狀態(tài)，測得混合氣體的平均相對分子質(zhì)量為14，則該溫度下的平衡常數(shù)K為_____。

（4）若反應(yīng)達平衡后，加入少量的H2，再次平衡后，H2O的體積分數(shù)___(填“增大”、“減小”或“不變”)。

Answer 1

【答案】2N2H4(g)+N2O4(g)＝3N2(g)+4H2O(g) △H=－1083.0kJ·mol－1 BD 0.125mol/(L·min) 81 不變

【解析】

Ⅰ.依據(jù)蓋斯定律計算可得；

Ⅱ.（1）可逆反應(yīng)達到平衡狀態(tài)時，正逆反應(yīng)速率相等（同種物質(zhì)）或正逆反應(yīng)速率之比等于系數(shù)之比（不同物質(zhì)），平衡時各種物質(zhì)的物質(zhì)的量、濃度等不再發(fā)生變化；

（2）根據(jù)氣體增加的質(zhì)量與氫氣之間的關(guān)系計算氫氣的平均反應(yīng)速率；

（3）依據(jù)平均相對分子質(zhì)量計算平衡時氫氣和水蒸氣的物質(zhì)的量比，再依據(jù)化學平衡常數(shù)公式計算；

（4）若反應(yīng)達平衡后，加入少量的氫氣，平衡向正反應(yīng)方向移動，因溫度不變化學平衡常數(shù)不變，所以再次平衡后，氫氣和水的物質(zhì)的量比不變。

Ⅰ.將已知反應(yīng)依次編號為①②③，根據(jù)蓋斯定律可知，②×2-①-③×2得2N2H4（g）+N2O4（g）=3N2（g）+4H2O（g），故△H=2×（-534.0kJmol-1）-67.7kJmol-1-2×（-26.35kJmol-1）=-1083.2kJmol-1，故答案為：2N2H4（g）+N2O4（g）=3N2（g）+4H2O（g）△H=-1083.0 kJ/mol；

Ⅱ.（1）A、該反應(yīng)是一個氣體體積不變的反應(yīng)，無論反應(yīng)是否達到平衡狀態(tài)，容器中壓強始終不變，容器中壓強不變不能據(jù)此判斷是否達到平衡狀態(tài)，故錯誤；

B、該反應(yīng)是一個氣體質(zhì)量增大的反應(yīng)，當恒容容器中混合氣體密度不變時，說明反應(yīng)達到平衡狀態(tài)，故正確；

C、無論反應(yīng)是否達到平衡狀態(tài)，都存在1mol H-H鍵斷裂同時形成2mol H-O，1molH-H鍵斷裂同時形成2 mol H-O不能據(jù)此判斷是否達到平衡狀態(tài)，故錯誤；

D、H2的體積分數(shù)不變時，說明正逆反應(yīng)速率相等，反應(yīng)達到平衡狀態(tài)，故正確；

BD正確，故答案為：BD；

（2）第2min時，氣體質(zhì)量增加8g，由方程式可知參加反應(yīng)的氫氣的物質(zhì)的量為mol=0.5mol，則氫氣的平均反應(yīng)速率=0.125mol/（L．min），故答案為：0.125mol/（L·min）；

（3）某溫度下該反應(yīng)達平衡狀態(tài)，測得混合氣體的平均相對分子質(zhì)量為14，設(shè)氫氣的物質(zhì)的量為xmol、水蒸氣的物質(zhì)的量為ymol，則平均相對分子質(zhì)量= =14，解得x：y=1：3，即同一容器中氫氣和水的濃度之比為1：3，則該溫度下的平衡常數(shù)K===81，故答案為：81；

（4）若反應(yīng)達平衡后，加入少量的氫氣，平衡向正反應(yīng)方向移動，因溫度不變化學平衡常數(shù)不變，所以再次平衡后，氫氣和水的物質(zhì)的量比不變，則水的體積分數(shù)不變，故答案為：不變。