Question

肼是一种高能燃料。已知各共价键键能(断裂或形成1mol共价键时吸收或释放的能量)如表：

	N≡N	O=O	N-N	N-H	O-H
键能(KJ•mol^﹣^1)	946	497	154	391	463

(1)N₂H₄(g)+O₂(g)⇌N₂(g)+2H₂O(l)  ∆H=________KJ•mol^﹣1 。  

(2)密闭容器中进行反应：3Fe(s)+4H₂O(g)Fe₃O₄(s)+4H₂(g)  ∆H＜0反应的化学平衡表达式为K=________。

(3)已知：600℃时，上述反应的平衡常数K=16。现有如图甲(恒温恒压)和如图乙(恒温恒容)两容器：

起始时按下表所示分别加入各物质，体积为2L，在600℃时反应经过一段时间后均达平衡。

	Fe	H2O(g)	Fe3O4	H2
甲/mol	2.0	1.0	2.0	0.5
乙/mol	2.0	2.0	2.0	1.0

①关于甲、乙容器，下列说法正确的是________。

A.反应开始时两容器内的逆反应速率：甲＜乙

B.若甲容器内气体的密度不再变化，则说明反应已达到平衡状态

C.若乙容器内气体的压强不再变化，则说明反应已达到平衡状态

D.平衡后添加Fe₃O₄，两容器内的平衡均逆向移动

②投料后甲5min达平衡，则此段时间内的平均反应速率v(H₂)=________。

③平衡后若将乙容器体系温度突然降低100℃，图象中能正确反映平衡移动过程中容器内变化情况的是________。

A.    B.     C.

(4)如图为恒容绝热容器：

进行上述反应，起始与平衡时的各物质的量见表：

	Fe	H2O(g)	Fe3O4	H2
起始/mol	3.0	3.0	0	0
平衡/mol	m	n	p	q

	Fe	H2O(g)	Fe3O4	H2
A/mol	3.0	3.0	0	0
B/mol	0	0	3.0	3.0
C/mol	m	n	p	q

若在达到平衡后的容器丙中，分别按照下列A、B、C三种情况继续添加各物质，则再次达平衡时，容器丙中H₂的百分含量按由大到小的顺序______(用A、B、C表示)。

Answer

−583 AB 0.05mol•L-1⋅min−1 B B>C>A

【解析】

（1）根据图中内容，可以看出N2H4(g)+O2(g)N2(g)+2H2O反应的焓变等于旧键断裂吸收的能量和新键生成释放的能量之差，即△H=(154+391×4+497−946−463×4)kJ/mol=−583kJ/mol，故答案为：−583；

（2）化学平衡表达式为K=；

（3）①A．反应开始时乙容器内H2的浓度较大，所以逆反应速率：甲<乙，故正确；

B．水蒸气的密度与氢气的密度不同，所以当容器内的密度不变时，即是平衡状态，故正确；

C．该反应为气体体积不变的反应，所以容器内压强始终不变，不能用压强判断平衡状态，故错误；

D．平衡后添加Fe3O4，增加固体的量平衡不移动，故错误；

故选AB；

②投料后甲5min达平衡，则此段时间内的平均反应速率，故答案为：0.05mol•L-1⋅min−1；

③反应是放热反应，若将平衡体系温度降低100℃，平衡正向移动，

A．正向移动H2O转化为等物质的量的H2，气体质量减小，故A不符合；

B．平衡正向移动，氢气物质的量增大，故B符合；

C．反应前后气体质量发生变化，密度随反应进行发生变化，故C不符合；

故答案为：B；

（4）由于反应前后气体体积相等，所以C条件下，平衡不移动，氢气的体积分数与平衡是相同；A状况下，反应正向进行生成氢气，反应放出热量使容器温度升高，抑制反应继续生成氢气，故氢气体积分数较低；B状况下反应逆向进行生成Fe和水，是吸热过程，使容器温度降低，抑制反应继续消耗氢气，所以氢气的体积分数较高，故H2的百分含量按由大到小的顺序排列：B>C>A，

故答案为：B>C>A。