Question

【題目】氮及其化合物如NH3及銨鹽、N2H4、N2O4等在中學(xué)化學(xué)、化工工業(yè)、國(guó)防等領(lǐng)域占有重要地位。

（1）發(fā)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(shí)放出熱量1077 kJ，寫(xiě)出其熱反應(yīng)方程式：_____________________________________。

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

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

②圖中a點(diǎn)對(duì)應(yīng)溫度下，已知N2O4的起始?jí)簭?qiáng)p0為108 kPa，列式計(jì)算該溫度下反應(yīng)的平衡常數(shù)Kp =____________。（保留一位小數(shù)，并帶單位。用平衡分壓代替平衡濃度計(jì)算，分壓=總壓×物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)）

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

Answer 1

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

【解析】(1)N2H4 (1)與N2O4(g)生成4 mol H2O(g)時(shí)放出熱量1077 kJ，則熱反應(yīng)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(jù)圖知，升高溫度轉(zhuǎn)化率增大，升高溫度平衡向吸熱方向移動(dòng)，則正反應(yīng)是吸熱反應(yīng)，故答案為：＞；溫度升高，α(N2O4)增加，說(shuō)明平衡右移，該反應(yīng)為吸熱反應(yīng)，△H＞0；

②四氧化二氮的轉(zhuǎn)化率是0.4，設(shè)原來(lái)四氧化二的物質(zhì)的量為xmol，轉(zhuǎn)化的物質(zhì)的量為0.8xmol，則混合氣體的物質(zhì)的量=(x-0.4x+0.8x)mol=1.4xmol，相同條件下，氣體的壓強(qiáng)之比等于其物質(zhì)的量之比，所以反應(yīng)后壓強(qiáng)==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(xué)平衡常數(shù)K===115.2，故答案為：115.2；

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