Question

【題目】肼(N2H4)通常用作火箭的高能燃料，N2O4 作氧化劑。請回答下列問題：

⑴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 N2O4 中燃燒生成氮氣和氣態水的熱化學方程式 。

⑵工業上常用次氯酸鈉與過量的氨氣反應制備肼，該反應的化學方程式為 。

⑶N2、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 2mol N2、3mol H2， 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。

達到平衡時，平衡常數 K 甲 K 乙(填“﹥”“﹤”或“=”)。

② 達到平衡時 N2 的濃度 c(N2)乙 c(N2)丙(填“﹥”“﹤”或“=”)。

③ 對甲、乙、丙三容器的描述，下列說法正確的是

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. 將甲中的活塞往下壓至原體積的一半，平衡向右移動

D.丙容器溫度不再變化時說明已達平衡狀態

⑷ 氨氣通入如圖電解裝置可以輔助生產 NH4NO3，該電解池陰極反應式為 。

⑸ 在 20mL 0.2mol/L 的 NH4NO3 溶液中加入 10mL 0.2mol/L NaOH 溶液后顯堿性，溶液中所有離子濃度大小關系為 。

Answer 1

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

（2）NaClO+2NH3=N2H4+NaCl+H2O；

（3）①=；②﹤(1分)③CD；

（4）NO+5e-+6H+=NH4++H2O；

（5）c(NO3-)﹥c(NH4+)﹥c(Na+)﹥c(OH-)﹥c(H+)。

【解析】

試題分析：（1）①N2(g)+2O2(g)=2NO2(g) ，②N2H4(g)+O2(g)=N2(g)+2H2O(g) ，③2NO2(g) N2O4(g)，③－①－2×②得出：2N2H4(g)+N2O4(g)=3N2(g)+4H2O(g) △H=(c－2b－a) kJ·mol－1；(2) 根據反應信息，NaClO＋NH3→N2H4＋NaCl＋H2O，NaClO中Cl化合價由＋1價→－1價，化合價降低2價，NH3中N的化合價由－3價→－2價，化合價降低1價，最小公倍數為2，根據化合價升降法進行配平，因此反應方程式為： NaClO+2NH3=N2H4+NaCl+H2O ；(3)①給定的可逆反應，溫度不變，則化學平衡常數不變，即K甲=K乙；②丙為絕熱容器，正反應方向是放熱反應，溫度升高，化學反應速率加快，達到平衡時間縮短，且正反應方向是放熱反應，N2的轉化率降低，因此c(N2)乙小于c(N2)丙；③A、根據密度的定義，組分都是氣體，氣體質量不變，容器是恒容狀態，氣體的體積不變，因此密度不變，不能說明反應達到平衡，故錯誤；B、甲中充入非反應氣體，容器體積增大，組分濃度減小，反應速率降低，故錯誤；C、容積縮小，壓強增大，反應前氣體系數之和小于反應后氣體系數之和，即增大壓強，平衡向正反應方向移動，故正確；D、絕熱容器，溫度升高，當溫度不再改變，說明反應達到平衡，故正確；(4)根據裝置圖，陰極NO→NH4＋，因此陰極電極反應式為NO＋6H＋＋5e－=NH4＋＋H2O；(5)反應后溶質為NH4NO3、NaNO3、NH3·H2O，且三者物質的量相同，溶液顯堿性，說明NH3·H2O的電離程度大于NH4＋水解程度，因此離子濃度大小順序是：c(NO3－)>c(NH4＋)>c(Na＋)>c(OH－)>c(H＋) 。