Question

【題目】偏二甲肼與N2O4是常用的火箭推進(jìn)劑，二者發(fā)生如下化學(xué)反應(yīng)：(CH3)2NNH2(l)+2N2O4(l)====2CO2(g)+3N2(g)+4H2O(g)(Ⅰ)

(1)反應(yīng)(Ⅰ)中氧化劑是_____________________________。

(2)火箭殘骸中常出現(xiàn)紅棕色氣體，原因?yàn)椋篘2O4(g) 2NO2(g)(Ⅱ)當(dāng)溫度升高時(shí)，氣體顏色變深，則反應(yīng)(Ⅱ)為_______(填“吸熱”或“放熱”)反應(yīng)。

(3)一定溫度下，反應(yīng)(Ⅱ)的焓變?yōu)棣�H。現(xiàn)將1 mol N2O4充入一恒壓密閉容器中，下列示意圖正確且能說明反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)的是____________。

若在相同溫度下，上述反應(yīng)改在體積為1 L的恒容密閉容器中進(jìn)行，平衡常數(shù)______(填“增大”“不變”或“減小”)，反應(yīng)3 s后NO2的物質(zhì)的量為0.6 mol，則0～3 s內(nèi)的平均反應(yīng)速率v(N2O4)= ________mol·L-1·s-1。

Answer 1

【答案】N2O4 吸熱 ad 不變 0.1

【解析】

(1)所含元素化合價(jià)降低的反應(yīng)物是氧化劑；(2) 當(dāng)溫度升高時(shí)，氣體顏色變深，說明N2O4(g) 2NO2(g)平衡正向移動(dòng)；（3）在一定條件下，當(dāng)可逆反應(yīng)的正反應(yīng)速率和逆反應(yīng)速率相等時(shí)（但不為0），反應(yīng)體系中各種物質(zhì)的濃度或含量不再發(fā)生變化的狀態(tài)，稱為化學(xué)平衡狀態(tài)，據(jù)此可以判斷。平衡常數(shù)只與溫度有關(guān)；根據(jù)計(jì)算速率。

(1) (CH3)2NNH2(l)+2N2O4(l)====2CO2(g)+3N2(g)+4H2O(g)，N2O4中氮元素化合價(jià)由+4降低為0,所以N2O4是該反應(yīng)的氧化劑；

(2) 當(dāng)溫度升高時(shí)，氣體顏色變深，說明N2O4(g) 2NO2(g)平衡正向移動(dòng)，所以正反應(yīng)為吸熱反應(yīng)；

(3) a、密度是混合氣的質(zhì)量和容器容積的比值，在反應(yīng)過程中質(zhì)量不變，但容器容積是變化的，因此當(dāng)密度不再發(fā)生變化時(shí)可以說明反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)，故選a；b、對(duì)于具體的化學(xué)反應(yīng)，反應(yīng)熱是恒定的，不能說明反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)，故不選b；c、隨反應(yīng)進(jìn)行，反應(yīng)物濃度減小，正反應(yīng)速率是逐漸減小，故c錯(cuò)誤，不選c；d、當(dāng)反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率不再發(fā)生變化時(shí)，說明正逆反應(yīng)速率相等，達(dá)到平衡狀態(tài)，故選d；平衡常數(shù)只與溫度有關(guān)，若在相同溫度下，上述反應(yīng)改在體積為1 L的恒容密閉容器中進(jìn)行，平衡常數(shù)不變；反應(yīng)3s后NO2的物質(zhì)的量為0.6mol，則根據(jù)方程式可知，消耗N2O4的物質(zhì)的量是0.3mol，其濃度變化量是0.3mol÷1L＝0.3mol/L，則0～3s內(nèi)的平均反應(yīng)速率v（N2O4）＝0.3mol/L÷3s＝0.1mol·L-1·s-1。