Question

【題目】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
寫出氣態肼在氣態四氧化二氮中燃燒生成氮氣和氣態水的熱化學方程式 ．
（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 ．
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
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．

Answer 1

【答案】
（1）2N2H4（g）+N2O4（g）=3N2（g）+4H2O（g）,△H=﹣（a﹣c+2b）kJ/mol
（2）=,＞,＞,＜,CD
【解析】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（gN2O4（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；
（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；

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，壓強減小；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；

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，A不符合題意；

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，B不符合題意；

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，C符合題意；

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，D不符合題意；
所以答案是：（1）2N2H4（g）+N2O4（g）=3N2（g）+4H2O（g），△H=﹣（a﹣c+2b）kJ/mol；（2）①=，＞；②＞，＜；③CD．
【考點精析】認真審題，首先需要了解化學平衡狀態本質及特征(化學平衡狀態的特征：“等”即 V正=V逆>0；“動”即是動態平衡，平衡時反應仍在進行；“定”即反應混合物中各組分百分含量不變；“變”即條件改變，平衡被打破，并在新的條件下建立新的化學平衡；與途徑無關，外界條件不變，可逆反應無論是從正反應開始，還是從逆反應開始，都可建立同一平衡狀態（等效）)．