Question

（1）發(fā)射衛(wèi)星用肼（N₂H₄）作燃料，NO₂作氧化劑，兩者反應生成N₂和水蒸氣，已知：N₂（g）+2O₂（g）═2NO₂（g）△H₁=+67.7kJ/mol  N₂H₄（g）+O₂（g）=N₂（g）+2H₂O（g）△H₂=-534kJ/mol．試寫出N₂H₄與 NO₂反應的熱化學方程式

 

．
（2）工業(yè)上利用催化氧化反應將SO₂轉化為SO₃：2SO₂+O₂?2SO₃．若某溫度下，此反應的起始濃度c（SO₂）=1.0mol?L^-1，c（O₂）=1.5mol?L^-1，達到平衡后，SO₂的轉化率為50%，則此溫度下該反應的平衡常數K=

 

．SO₃?SO₃+

1

2

O₂ 在此溫度下，該反應的平衡常數K=

 

（3）在2L的密閉容器中發(fā)生下列反應：3X（g）+Y （g）?2Z（g ）．若最初加入的X、Y、Z都是2mol，反應中X的平均反應速率為0.12mol．L^-1s^-1，若要使產物Z為2.6mol，反應需要的時間為

 

（4）對于反應M+N→P，如果溫度每升高10℃，速率增加為原來的3倍．在20℃時，完成反應的10%需要162min；將溫度提高到50℃，完成反應的10%需要時間為

 

min．

Answer 1

考點：用蓋斯定律進行有關反應熱的計算,反應速率的定量表示方法,用化學平衡常數進行計算

專題：

分析：（1）根據蓋斯定律書寫；
（2）根據達到平衡后，SO₂的轉化率為50%即消耗了容器的SO₂的濃度為50%×1.0mol?L^-1=0.50mol?L^-1，結合方程式計算出反應消耗的氧氣和生成的三氧化硫的物質的量，從而建立三段式，再根據平衡常數的表達式進行計算；
（3）根據速率之比等于化學計量數之比，計算出反應中Z的平均反應速率，根據v（Z）=

△n(Z)

V?△t

計算時間；
（4）已知溫度每升高10℃，化學反應速率增大到原來的3倍，那么20℃時，溫度升高50℃，反應速率應是20℃的3³=27倍，以此解答該題．

解答： 解：（1）①N₂（g）+2O₂（g）═2NO₂（g），△H=+67.7KJ?mol^-1；
②N₂H₄（g）+O₂（g）═N₂（g）+2H₂O （g），△H=-534KJ?mol^-1
將方程式2×②-①得2N₂H₄（g）+2NO₂（g）=3N₂（g）+4H₂O（g）△H=2（-534KJ?mol^-1）-（+67.7KJ?mol^-1）=-1135.7kJ?mol^-1，
故答案為：2N₂H₄（g）+2NO₂（g）=3N₂（g）+4H₂O（g）△H=-1135.7kJ?mol^-1；
（2）達到平衡后，SO₂的轉化率為50%即消耗了容器的SO₂的濃度為50%×1.0mol?L^-1=0.50mol?L^-1，
          2SO₂ +O₂ ?2SO₃
開始濃度   1.0    1.5    0
轉化濃度   0.5    0.25  0.5
平衡濃度    0.5     1.25   0.5
平衡常數K=

0．52

0．52×1.25

=0.8；
根據正反應平衡常數與逆反應平衡常數成倒數，則在此溫度下 2SO₃?2SO₂ +O₂平衡常數為

1

0.8

=1.25；又根據平衡常數與系數成冪次方關系，
所以SO₃?SO₃+

1

2

O₂ 在此溫度下，該反應的平衡常數為

1.25

；故答案為：0.8；

1.25

；
（3）X的平均反應速率為0.12mol?L^-1?s^-1，則Z的平均反應速率為0.08mol?L^-1?s^-1，Z從2mol變?yōu)?.6mol，增加0.6mol，因為是2L的容器，所以需要時間為

0.6mol

2L×0.08mol/(L?s)

=3.75s，故答案為：3.75s；
（4）已知溫度每升高10℃，化學反應速率增大到原來的3倍，那么20℃時，溫度升高50℃，反應速率應是20℃的3³=27倍，在20℃時完成反應的10%需要162min，
則溫度提高到50℃完成反應的10%需要時間（min）為

162min

27

=6min，故答案為：6

點評：本題考查蓋斯定律的應用、化學平衡常數的計算、反應速率的影響因素等，側重于分析與應用能力的考查，題目難度不大，注意平衡常數與反應方程式的關系是（2）題的關鍵，溫度升高后速率的變化倍數為解答（4）題目的關鍵．