Question

【题目】氮及其化合物如NH3及铵盐、N2H4、N2O4等在中学化学、化工工业、国防等领域占有重要地位。

（1）发射航天火箭常用肼(N2H4)与N2O4作燃料与助燃剂。N2H4 (1)与N2O4(g)生成4 mol H2O(g)时放出热量1077 kJ，写出其热反应方程式：_____________________________________。

（2）N2O4与NO2之间存在反应N2O4(g)2NO2 (g)将一定量的 N2O4放入恒容密闭容器中，测得其平衡转化率[a(N2O4)]随温度的变化如图所示。

①由图推测该反应ΔH_______0(填“>”或“<”)，理由为__________________________。

②图中a点对应温度下，已知N2O4的起始压强p0为108 kPa，列式计算该温度下反应的平衡常数Kp =____________。（保留一位小数，并带单位。用平衡分压代替平衡浓度计算，分压=总压×物质的量分数）

③在一定条件下，该反应N2O4、NO2两者的消耗速率与自身压强间存在关系：v消耗(N2O4)=k1· P(N2O4)，v消耗(NO2)=k2·P2(NO2)，其中k1、k2是与反应温度有关的速率常数。则一定温度下，k1、k2与平衡常数Kp的关系是k1=________________。

Answer 1

【答案】 2N2H4(l)+N2O4(g)==3N2(g)+4H2O(g) ΔH= -1077 kJ/mol > 升温， N2O4的转化率增大，表明平衡向正反应方向移动，而升温平衡是向吸热反应方向移动的，所以正反应为吸热反应，ΔH>0 =p0(N2O4)= ×108kPa=115.2kPa k2Kp

【解析】(1)N2H4 (1)与N2O4(g)生成4 mol H2O(g)时放出热量1077 kJ，则热反应方程式为2N2H4(l)+N2O4(g)==3N2(g)+4H2O(g) ΔH= -1077 kJ/mol，故答案为：2N2H4(l)+N2O4(g)==3N2(g)+4H2O(g) ΔH= -1077 kJ/mol；

(2)①根据图知，升高温度转化率增大，升高温度平衡向吸热方向移动，则正反应是吸热反应，故答案为：＞；温度升高，α(N2O4)增加，说明平衡右移，该反应为吸热反应，△H＞0；

②四氧化二氮的转化率是0.4，设原来四氧化二的物质的量为xmol，转化的物质的量为0.8xmol，则混合气体的物质的量=(x-0.4x+0.8x)mol=1.4xmol，相同条件下，气体的压强之比等于其物质的量之比，所以反应后压强==151.2kPa，四氧化二氮的分压=151.2kPa×=64.8kPa，二氧化氮的分压=151.2kPa×=86.4kPa，化学平衡常数K===115.2，故答案为：115.2；

③化学平衡常数Kp=，二者的反应速率之比等于其计量数之比，所以υ(NO2)：υ(N2O4)=k2[p(NO2)]2：k1p(N2O4)=2：1，化学平衡常数Kp=，则k1=k2·Kp，故答案为： k2·Kp。