Question

（16分）（2012?山東）偏二甲肼與N2O4是常用的火箭推進劑，二者發生如下化學反應：

（CH3）2NNH2（l）+2N2O4（l）═2CO2（g）+3N2（g）+4H2O（g）　（Ⅰ）

（1）反應（Ⅰ）中氧化劑是　 　．

（2）火箭殘骸中常現紅棕色氣體，原因為：N2O4（g）?2NO2（g）　（Ⅱ）

當溫度升高時，氣體顏色變深，則反應（Ⅱ）為　 　（填“吸熱”或“放熱”）反應．

（3）一定溫度下，反應（Ⅱ）的焓變為△H．現將1mol N2O4充入一恒壓密閉容器中，下列示意圖正確且能說明反應達到平衡狀態的是　 　．若在相同溫度下，上述反應改在體積為1L的恒容密閉容器中進行，平衡常數　 　（填“增大”“不變”或“減小”），反應3s后NO2的物質的量為0.6mol，則0～3s內的平均反應速率v（N2O4）=　 　 mol/（L?s）﹣1．

（4）NO2可用氨水吸收生成NH4NO3．25℃時，將a mol NH4NO3溶于水，溶液顯酸性，原因是 　（用離子方程式表示）．向該溶液滴加b L 氨水后溶液呈中性，則滴加氨水的過程中水的電離平衡將　 　（填“正向”“不”或“逆向”）移動，所滴加氨水的濃度為 mol?L﹣1．（NH3?H2O的電離平衡常數取Kb=2×10﹣5 mol?L﹣1）

 

 

Answer 1

（1）N2O4（2）吸熱（3）ad；不變；0.1（4）NH4++H2O?NH3?H2O+H+；逆向；

【解析】（1）依據化學反應前后元素化合價變化分析判斷，元素化合價降低的物質做氧化劑；

（2）二氧化氮是紅棕色氣體，四氧化二氮氣體是無色氣體，依據平衡移動原理分析判斷；升高溫度，平衡向吸熱反應方向移動；

（3）K=；化學平衡常數只與溫度有關，與物質的濃度無關，根據v= 計算NO2的化學反應速率，再根據同一反應中、同一時間段內反應速率之比等于計量數之比計算，得到四氧化二氮的反應速率v（N2O4）；

（4）依據銨根離子水解分析回答；依據同粒子效應，一水合氨對銨根離子水解起到抑制作用；依據一水合氨的電離平衡常數計算得到氨水濃度．

【解析】
（1）反應（I）中，N2O4（l）中N元素得電子化合價降低，所以N2O4（l）是氧化劑，故答案為：N2O4；

（2）升高溫度，化學平衡向吸熱反應方向移動，當溫度升高時，氣體顏色變深，平衡向正反應方向移動，所以正反應是吸熱反應，故答案為：吸熱；

（3）一定溫度下，反應（Ⅱ）的焓變為△H．現將1mol N2O4充入一恒壓密閉容器中；

a、密度等于質量除以體積，平衡體系質量不變，反應體積增大，密度在反應過程中不變，說明反應達到平衡，故a符合；

b、反應的焓變和反應物與生成物能量總和之差計算，與平衡無關，故b不符合；

c、圖象只表示正反應速率變化，不能證明正逆反應速率相同，故c不符合；

d、N2O4（l）轉化率不變，證明反應達到平衡，故d符合；

示意圖正確且能說明反應達到平衡狀態的是ad；K=，化學平衡常數只與溫度有關，與物質的濃度無關，所以平衡常數K不變；v（NO2）===0.2mol/L．s，則v（N2O4）=v（NO2）=0.1mol/L．s；

故答案為：ad；不變；0.1；

（4）NO2可用氨水吸收生成NH4NO3．25℃時，將a mol NH4NO3溶于水，溶液顯酸性，是因為銨根離子水解；反應的離子方程式為：NH4++H2O?NH3?H2O+H+；加入氨水溶液抑制銨根離子水解，平衡逆向進行；將a mol NH4NO3溶于水，向該溶液滴加b L 氨水后溶液呈中性，依據電荷守恒計算可知，溶液中氫氧根離子濃度=10﹣7mol/L，c（NH4+）=c（NO3﹣）；NH3?H2O的電離平衡常數取Kb=2×10﹣5 mol?L﹣1，設混合后溶液體積為1L，（NH4+）=c（NO3﹣）=amol/L；根據一水合氨電離平衡得到：NH3?H2O?NH4++OH﹣，平衡常數K===2×10﹣5 mol?L﹣1，計算得到c（NH3?H2O）=mol/L，

故答案為：NH4++H2O?NH3?H2O+H+；逆向；．