Question

（16分）（2012?山东）偏二甲肼与N2O4是常用的火箭推进剂，二者发生如下化学反应：

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

（1）反应（Ⅰ）中氧化剂是　 　．

（2）火箭残骸中常现红棕色气体，原因为：N2O4（g）?2NO2（g）　（Ⅱ）

当温度升高时，气体颜色变深，则反应（Ⅱ）为　 　（填“吸热”或“放热”）反应．

（3）一定温度下，反应（Ⅱ）的焓变为△H．现将1mol N2O4充入一恒压密闭容器中，下列示意图正确且能说明反应达到平衡状态的是　 　．若在相同温度下，上述反应改在体积为1L的恒容密闭容器中进行，平衡常数　 　（填“增大”“不变”或“减小”），反应3s后NO2的物质的量为0.6mol，则0～3s内的平均反应速率v（N2O4）=　 　 mol/（L?s）﹣1．

（4）NO2可用氨水吸收生成NH4NO3．25℃时，将a mol NH4NO3溶于水，溶液显酸性，原因是 　（用离子方程式表示）．向该溶液滴加b L 氨水后溶液呈中性，则滴加氨水的过程中水的电离平衡将　 　（填“正向”“不”或“逆向”）移动，所滴加氨水的浓度为 mol?L﹣1．（NH3?H2O的电离平衡常数取Kb=2×10﹣5 mol?L﹣1）

 

 

Answer 1

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

【解析】（1）依据化学反应前后元素化合价变化分析判断，元素化合价降低的物质做氧化剂；

（2）二氧化氮是红棕色气体，四氧化二氮气体是无色气体，依据平衡移动原理分析判断；升高温度，平衡向吸热反应方向移动；

（3）K=；化学平衡常数只与温度有关，与物质的浓度无关，根据v= 计算NO2的化学反应速率，再根据同一反应中、同一时间段内反应速率之比等于计量数之比计算，得到四氧化二氮的反应速率v（N2O4）；

（4）依据铵根离子水解分析回答；依据同粒子效应，一水合氨对铵根离子水解起到抑制作用；依据一水合氨的电离平衡常数计算得到氨水浓度．

【解析】
（1）反应（I）中，N2O4（l）中N元素得电子化合价降低，所以N2O4（l）是氧化剂，故答案为：N2O4；

（2）升高温度，化学平衡向吸热反应方向移动，当温度升高时，气体颜色变深，平衡向正反应方向移动，所以正反应是吸热反应，故答案为：吸热；

（3）一定温度下，反应（Ⅱ）的焓变为△H．现将1mol N2O4充入一恒压密闭容器中；

a、密度等于质量除以体积，平衡体系质量不变，反应体积增大，密度在反应过程中不变，说明反应达到平衡，故a符合；

b、反应的焓变和反应物与生成物能量总和之差计算，与平衡无关，故b不符合；

c、图象只表示正反应速率变化，不能证明正逆反应速率相同，故c不符合；

d、N2O4（l）转化率不变，证明反应达到平衡，故d符合；

示意图正确且能说明反应达到平衡状态的是ad；K=，化学平衡常数只与温度有关，与物质的浓度无关，所以平衡常数K不变；v（NO2）===0.2mol/L．s，则v（N2O4）=v（NO2）=0.1mol/L．s；

故答案为：ad；不变；0.1；

（4）NO2可用氨水吸收生成NH4NO3．25℃时，将a mol NH4NO3溶于水，溶液显酸性，是因为铵根离子水解；反应的离子方程式为：NH4++H2O?NH3?H2O+H+；加入氨水溶液抑制铵根离子水解，平衡逆向进行；将a mol NH4NO3溶于水，向该溶液滴加b L 氨水后溶液呈中性，依据电荷守恒计算可知，溶液中氢氧根离子浓度=10﹣7mol/L，c（NH4+）=c（NO3﹣）；NH3?H2O的电离平衡常数取Kb=2×10﹣5 mol?L﹣1，设混合后溶液体积为1L，（NH4+）=c（NO3﹣）=amol/L；根据一水合氨电离平衡得到：NH3?H2O?NH4++OH﹣，平衡常数K===2×10﹣5 mol?L﹣1，计算得到c（NH3?H2O）=mol/L，

故答案为：NH4++H2O?NH3?H2O+H+；逆向；．