题目

题型：不详难度：来源：

(10分)联氨（N₂H₄）及其衍生物是一类重要的火箭燃料，N₂H₄与N₂O₄能放出大量的热。
（1）已知：2NO₂(g)＝N₂O₄(g) △H＝－57.20kJ·mol^－1。
一定温度下，在密闭容器中反应2NO₂(g)＝N₂O₄(g) 达到平衡。
其它条件不变时，下列措施能提高NO₂转化率的是        （填字母）。

A．减小NO2的浓度

B．降低温度

C．增加NO2的浓度

D．升高温度

（2）25℃时，1.00gN₂H₄(l)与足量N₂O₄(l)完全反应生成N₂(g)和H₂O (l) ，放出19.14kJ
的热量。则反应2N₂H₄(l)+N₂O₄(l)＝3N₂(g)+4H₂O (l)的△H＝      kJ·mol^－1
          （3）17℃、1.01×10⁵Pa，密闭容器中N₂O₄和NO₂的混合气体达到平衡时，
c(NO₂)＝0.0300mol·L^－1、c(N₂O₄)＝0.0120mol·L^－1。
计算反应2 NO₂(g)N₂O₄(g)的平衡常数K。
（4）现用一定量的Cu 与足量的浓HNO₃反应，制得1.00L已达平衡的N₂O₄和NO₂
混合气体（17℃、1.01×10⁵Pa），理论上至少需消耗Cu 多少克？

答案

（1）BC （2）－1224.96
（3）根据题意知平衡时：c(N₂O₄ )＝0.0120mol·L^－1 ，c(NO₂)＝0.0300mol·L^－1
K＝c(N₂O₄ )/c²(NO₂) ＝0.0120/0.0300×0.0300 ＝13.3
答：平衡常数为13.3。
（4）由（3）可知，在17℃、1.01×10⁵Pa达到平衡时，1.00L混合气体中：
n(N₂O₄ )＝c(N₂O₄)×V＝0.0120mol·L^－1×1.00L＝0.0120mol，
n(NO₂ )＝c(NO₂)×V＝0.0300mol·L^－1×1.00L＝0.0300mol，
则n总(NO₂ )＝n(NO₂ )＋2×n(N₂O₄ )＝0.0540mol
由Cu＋4HNO₃＝Cu(NO₃)₂＋2NO₂↑＋2H₂O可得：
m(Cu)＝ 64g·mol^－1×0.0540mol/2 ＝1.73g
答：理论上至少需消耗Cu 1.73g。

解析

（1）由于该反应为气体体积减小的放热反应，要提高NO₂转化率，则应该采取：
①降低温度，②增加NO₂的浓度③增大压强等措施，所以B、C符合要求；
（2）由1.00gN₂H₄(l)放出19.14kJ，则2mol(即64g)N₂H₄(l)放热为1224.96kJ，
所以△H＝1224.96kJ·mol^－1
（3）、（4）见答案。