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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:
(CH32NNH2(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
魔方格
(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:氧化剂;
(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、图象制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=
c2(NO2)
c(N2O4)
,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)=
△c
△t
=
0.6mol
1L
3s
=0.2mol/L.s,则v(N2O4)=
1
2
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,溶液中氢氧根离子浓度=10-7mol/L;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,根据一水合氨电离平衡得到:NH3?H2O?NH4++OH-,平衡常数K=
c(NH4+)c(OH-)
c(NH3?H2O)
=
bmol/L×10-7mol/L
b×c(NH3?H2O)mol/L
=2×10-5 mol?L-1,计算得到c(NH3?H2O)=
a
200b
mol/L,
故答案为:NH4++H2O?NH3?H2O+H+;逆向;
a
200b
练习册系列答案
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(CH32NNH2(l)+2N2O4(1)=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1molN2O4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
 

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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的平均反应速率v(N2O4)=
 
mol?L-1?s-1
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CH4(g)+4NO(g)=2N2(g)+CO2(g)+2H2O(g)△H=-1160kJ?mol-1
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(5)氨气在纯氧中燃烧,也可生成上述反应(I)产物中的两种.科学家利用此原理,设计成氨气-氧气燃料电池,则通入氨气的电极是
 
(填“正极”或“负极”);碱性条件下,该电极发生反应的电极反应式为
 

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