Question

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） 一定溫度下，反應（Ⅱ）的焓變為ΔH。現將1 mol 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^-1·s^-1。
(3)NO₂可用氨水吸收生成NH₄NO₃。25℃時，將amol 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bL氨水后溶液呈中性，則滴加氨水的過程中的水的電離平衡將______（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K_b＝2×10^-5 mol·L^-1，假設溶液的體積是bL）

Answer 1

(每空２分，共１４分)（1）N₂O₄   （2）  a、d   不變   0.1
（3）NH₄^＋＋H₂ONH₃·H₂O＋H^＋  逆向  

試題分析：（1）根據反應(CH₃)₂NNH₂ (l)＋2N₂O₄ (l)＝2CO₂ (g)＋3N₂(g)＋4H₂O(g)可知，(CH₃)₂NNH₂中氮元素的化合價從－2價升高到0價，N₂O₄中氮元素的化合價從＋4價降低到0價，因此氧化劑是N₂O₄。
（2）在一定條件下，當可逆反應的正反應速率和逆反應速率相等時（但不為0），反應體系中各種物質的濃度或含量不再發生變化的狀態，稱為化學平衡狀態，據此可以判斷。a、密度是混合氣的質量和容器容積的比值，在反應過程中質量不變，但容器容積是變化的，因此當密度不再發生變化時可以說明反應達到平衡狀態，a正確；b、對于具體的化學反應，反應熱是恒定的，不能說明反應達到平衡狀態，b不正確；c、反應物的正反應速率是逐漸減小的，而生成物的正反應速率是逐漸增大，所以c不正確；d、當反應物的轉化率不再發生變化時，說明正逆反應速率相等，達到平衡狀態，d正確，答案選ad；平衡常數只與溫度有關系，所以此時平衡常數不變；反應3s后NO₂的物質的量為0.6mol，則根據方程式可知，消耗N₂O₄的物質的量是0.3mol，其濃度是0.3mol÷1L＝0.3mol/L，則0～3s內的平均反應速率v（N₂O₄）＝0.3mol/L÷3s＝0.1mol·L^-1·s^-1。
（3）NH₃NO₃溶于水電離出的NH₄^＋水解，溶液顯酸性，水解方程式為NH₄^＋＋H₂ONH₃·H₂O＋H^＋；氨水是弱堿，電離出的OH^－抑制水的電離，所以滴加氨水的過程中的水的電離平衡將逆向移動；溶液顯中性，則根據電荷守恒可知c(NO₃^－)＋c(OH^－) ＝c(NH₄⁺)＋c(H^＋)，因此 c(OH^－)＝c(H^＋)＝10^－7mol/L， c(NH₄⁺)＝c(NO₃^－)。根據氨水的電離平衡常數可知，溶液中＝2×10^-5 mol·L^-1，則c(NH₃·H₂O)＝＝。