Question

15．N₂H₄通常用作火箭的高能燃料，N₂O₄作氧化劑．請回答下列問題：
（1）已知：N₂（g）+2O₂（g）═2NO₂（g）△H=+a kJ/mol
N₂H₄（g）+O₂（g）═N₂（g）+2H₂O（g）△H=-b kJ/mol
2NO₂（g）?N₂O₄（g）△H=-c kJ/mol
寫出氣態(tài)肼在氣態(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2N₂H₄（g）+N₂O₄（g）=3N₂（g）+4H₂O（g），△H=-（a-c+2b）kJ/mol．
（2）N₂、H₂合成氨氣為放熱反應．800K時向下列起始體積相同的密閉容器中充入2molN₂、3molH₂，甲容器在反應過程中保持壓強不變，乙容器保持體積不變，丙是絕熱容器，三容器各自建立化學平衡．

①達到平衡時，平衡常數K_甲=K_乙＞K_丙（填“＞”、“＜”或“=”）．
②達到平衡時N₂的濃度c（N₂）甲＞c（N₂）乙，c（N₂）乙＜c（N₂）丙（填“＞”、“＜”或“=”）．
③對甲、乙、丙三容器的描述，以下說法正確的是CD．
A．乙容器氣體密度不再變化時，說明此反應已達到平衡狀態(tài)
B．在甲中充入稀有氣體He，化學反應速率加快
C．向甲容器中充入氨氣，正向速率減小，逆向速率增大
D．丙容器溫度不再變化時說明已達平衡狀態(tài)．

Answer 1

分析 （1）由①N₂（g）+2O₂（g）═2NO₂（g）△H=+akJ/mol
②N₂H₄（g）+O₂（g）═N₂（g）+2H₂O（g）△H=-b  kJ/mol
③2NO₂（g?N₂O₄（g）△H=-ckJ/mol
根據蓋斯定律可知②×2-①-③得熱化學方程式；
（2）①甲乙容器溫度不變，平衡常數不變，丙容器絕熱，溫度升高平衡逆向進行，平衡常數減小；
②乙容器保持體積不變，隨著反應的進行，壓強減小，甲容器在反應過程中保持壓強不變，故甲對于乙來說，相當于增大壓強，平衡正向移動；丙容器絕熱，溫度升高平衡逆向進行；
③A．總質量一定，體積一定，故乙容器氣體密度不再變化時，不能說明此反應已達到平衡狀態(tài)；
B．在甲中充入稀有氣體He，體積增大，原體系的壓強減小，化學反應速率減慢；
C．向甲容器中沖入氨氣，體積增大，氫氣和氮氣的濃度減小，氨氣的濃度增大，故正向速率減小，逆向速率增大；
D．丙容器絕熱，故丙容器溫度不再變化時說明已達平衡狀態(tài)．

解答 解：（1）由①N₂（g）+2O₂（g）═2NO₂（g）△H=+akJ/mol
②N₂H₄（g）+O₂（g）═N₂（g）+2H₂O（g）△H=-b  kJ/mol
③2NO₂（g?N₂O₄（g）△H=-ckJ/mol
根據蓋斯定律可知②×2-①-③得2N₂H₄（g）+N₂O₄（g）=3N₂（g）+4H₂O（g），△H=-（a-c+2b）kJ/mol，
故答案為：2N₂H₄（g）+N₂O₄（g）=3N₂（g）+4H₂O（g），△H=-（a-c+2b）kJ/mol；
（2）①甲乙容器溫度不變，平衡常數不變，丙容器絕熱，溫度升高平衡逆向進行，平衡常數減小，故K_甲=K_乙＞K_丙；
故答案為：=，＞；
②甲容器在反應過程中保持壓強不變，故容器體積減小，氮氣的濃度增大；乙容器保持體積不變，隨著反應的進行，壓強減��；丙容器絕熱，溫度升高平衡逆向進行，故達到平衡時N₂的濃度c（N₂）_甲＞c（N₂）_乙＜c（N₂）_丙，
故答案為：＞，＜；
③A．總質量一定，體積一定，故乙容器氣體密度不再變化時，不能說明此反應已達到平衡狀態(tài)，故A錯誤；
B．在甲中充入稀有氣體He，體積增大，原體系的壓強減小，化學反應速率減慢，故B錯誤；
C．向甲容器中沖入氨氣，體積增大，氫氣和氮氣的濃度減小，氨氣的濃度增大，故正向速率減小，逆向速率增大，故C正確；
D．丙容器絕熱，故丙容器溫度不再變化時說明已達平衡狀態(tài)，故D正確；
故答案為：CD．

點評 本題考查的知識點較多，為高考常見題型，側重于學生的分析能力的考題，題目涉及蓋斯定律的應用、化學方程式、化學反應速率和化學平衡的相關知識，難度較大．