Question

联氨（N₂H₄）及其衍生物是一类重要的火箭燃料。N₂H₄与N₂O₄反应能放出大量的热。
（1）已知：2NO₂（g）N₂O₄（g） △H=-57.20kJ·mol^-1。一定温度下，在密闭容器中此反应达到平衡。 其他条件不变时，下列措施不能使NO₂转化率提高的是            

A．减少NO2的浓度

B．降低温度

C．增加NO2的浓度

D．升高温度

（2）25℃时，1.00gN₂H₄（l）与足量N₂O₄（l）完全反应生成N₂（g）和H₂O（l），放出19.14kJ的热量。则反应2N₂H₄（l）+N₂O₄（l）=3N₂（g）+4H₂O（l）的△H=       kJ·mol^-1。
（3）17℃、1.01×105Pa，密闭容器中N₂O₄和NO₂的混合气体达到平衡时，c（NO₂）="0.0300" mol·L^-1、c（N₂O₄）="0.0120" mol·L^-1。计算反应2NO₂（g）N₂O₄（g）的平衡常数K=      。
（4）肼易溶于水，它是与氨类似的弱碱，用电离方程式表示肼的水溶液显碱性的原因        。
（5）已知在相同条件下N₂H₄?H₂O的电离程度大于N₂H₅C1的水解程度。常温下，若将0.2mol/L N₂H₄?H₂O溶液与0.1mol/L HCl溶液等体积混合，则溶液中N₂H₅⁺、Cl^-、OH^-、H⁺离子浓度由大到小的顺序为：__________。
（6）肼-空气燃料电池是一种碱性燃料电池，电解质溶液是20%～30%的KOH溶液．肼-空气燃料电池放电时，负极的电极反应式是                ，电池工作一段时间后，电解质溶液的pH将        （填“增大”、“减小”、“不变”）。

Answer 1

（1）BC
（2）-1224.96
（3）13．3
（4）N₂H₄+H₂O=N₂H₅⁺+OH^-；N₂H₅⁺+H₂O=N₂H₆²⁺+OH^-
（5）c（N₂H₅⁺）＞c（Cl^-）＞c（OH^-）＞c（H⁺）
（6）N₂H₄+4OH^--4e^-=4H₂O+N₂  减少

（1）该反应是反应前后气体体积减小的、放热的可逆反应，要使该反应向正反应方向移动，可改变反应物的浓度、体系的压强、温度等。
减小N0₂的浓度，平衡向逆反应方向移动，NO₂的转化率降低，故A错误；
降低温度，平衡向正反应方向移动，NO2的转化率提高，故B正确；
增加NO₂的浓度，相当于体系压强增大，利于反应向正反应方向移动，NO₂的转化率提高，故C正确；
升高温度，平衡向逆反应方向移动，NO2的转化率降低，故D错误。
（2）1.00gN₂H₄（l）与足量N₂O₄（l）完全反应生成N₂（g）和H₂O（l），放出19.14kJ的热量，则2molN₂O₄（l）的质量为2mol×32g/mol=64g，放出热量为19.14kJ×64=1224.96KJ的热量。
（3）平衡时，c（NO₂）=0.030 0mol?L^-1、c（N₂O₄）=0.012 0mol?L^-1
反应2NO₂（g）N₂O₄（g）的平衡常数
k= c（N₂O₄）/c²（NO₂）=0.012 0/0.030 0²==13.3。
（4）肼易溶于水，它是与氨类似的弱碱，则电离生成OH^-和阳离子，电离方程式为N₂H₄+H₂O=N₂H₅⁺+OH^-；N₂H₅⁺+H₂O=N₂H₆²⁺+OH^-。
（5）将0.2mol/L N2H4?H2O溶液与0.1mol/L HCl溶液等体积混合，得到等量的N₂H₄?H₂O、N₂H₅C1，由相同条件下N₂H₄?H₂O的电离程度大于N₂H₅C1的水解程度，则c（N₂H₅⁺）＞c（Cl-），又溶液显碱性，即c（OH^-）＞c（H⁺），电离、水解的程度都不大，所以c（N₂H₅⁺）＞c（Cl^-）＞c（OH^-）＞c（H⁺）。
（6）燃料电池中负极上投放的是燃料肼，负极上肼失电子和氢氧根离子反应生成水和氮气，电极反应式为：N₂H₄+4OH^--4e^-=4H₂O+N₂；反应过程中生成水导致溶液中氢氧根离子浓度减小，所以溶液的pH值变小。