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) ΔH＝-57.20 kJ·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轉化率的是______________(填字母)。

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，1.00 g N₂H₄(l)與足量N₂O₄(l)完全反應生成N₂(g)和H₂O(l)，放出19.14 kJ的熱量。則反應2N₂H₄(l)+N₂O₄(l)====3N₂(g)+4H₂O(l)的ΔH＝____________________kJ·mol^-1。

(3)17 ℃、1.01×10⁵ Pa，密閉容器中N₂O₄和NO₂的混合氣體達到平衡時，c(NO₂)＝0.030 0 mol·L^-1、c(N₂O₄)＝0.012 0 mol·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1.00 L已達到平衡的N₂O₄和NO₂的混合氣體(17 ℃、1.01×10⁵ Pa)，理論上至少需消耗Cu多少克？

Answer 1

(1)BC

(2)-1 224.96

(3)根據題意知平衡時：c(N₂O₄)＝0.012 0 mol·L^-1；c(NO₂)＝0.030 0 mol·L^-1

答：平衡常數為13.3。

(4)由(3)可知，在17 ℃、1.01×10⁵ Pa達到平衡時，1.00 L混合氣體中：

n(N₂O₄)＝c(N₂O₄)×V＝0.012 0 mol·L^-1×1.00 L＝0.012 0 mol

n(NO₂)＝c(NO₂)×V＝0.030 0 mol·L^-1×1.00 L＝0.030 0 mol

則n_總(NO₂)＝n(NO₂)+2×n(N₂O₄)＝0.054 0 mol

由Cu+4HNO₃ Cu(NO₃)₂+2NO₂↑+2H₂O可得

答：理論上至少需消耗Cu 1.73 g。

解析：(1)要提高NO₂的轉化率，即要使平衡

2NO₂(g) N₂O₄(g) ΔH＝-57.20 kJ·mol^-1向右移動，采取的措施有降低溫度和增大氣體壓強，所以本題選BC。

(4)計算中，要注意運用(3)題中的已知條件。