Question

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） 一定温度下，反应（Ⅱ）的焓变为ΔH。现将1 mol 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-1·s-1。

(3)NO2可用氨水吸收生成NH4NO3。25℃时，将amol 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bL氨水后溶液呈中性，则滴加氨水的过程中的水的电离平衡将______（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，假设溶液的体积是bL）

 

Answer 1

(每空２分，共１４分)（1）N2O4 （2） a、d 不变 0.1

（3）NH4＋＋H2ONH3·H2O＋H＋ 逆向

【解析】

试题分析：（1）根据反应(CH3)2NNH2 (l)＋2N2O4 (l)＝2CO2 (g)＋3N2(g)＋4H2O(g)可知，(CH3)2NNH2中氮元素的化合价从－2价升高到0价，N2O4中氮元素的化合价从＋4价降低到0价，因此氧化剂是N2O4。

（2）在一定条件下，当可逆反应的正反应速率和逆反应速率相等时（但不为0），反应体系中各种物质的浓度或含量不再发生变化的状态，称为化学平衡状态，据此可以判断。a、密度是混合气的质量和容器容积的比值，在反应过程中质量不变，但容器容积是变化的，因此当密度不再发生变化时可以说明反应达到平衡状态，a正确；b、对于具体的化学反应，反应热是恒定的，不能说明反应达到平衡状态，b不正确；c、反应物的正反应速率是逐渐减小的，而生成物的正反应速率是逐渐增大，所以c不正确；d、当反应物的转化率不再发生变化时，说明正逆反应速率相等，达到平衡状态，d正确，答案选ad；平衡常数只与温度有关系，所以此时平衡常数不变；反应3s后NO2的物质的量为0.6mol，则根据方程式可知，消耗N2O4的物质的量是0.3mol，其浓度是0.3mol÷1L＝0.3mol/L，则0～3s内的平均反应速率v（N2O4）＝0.3mol/L÷3s＝0.1mol·L-1·s-1。

（3）NH3NO3溶于水电离出的NH4＋水解，溶液显酸性，水解方程式为NH4＋＋H2ONH3·H2O＋H＋；氨水是弱碱，电离出的OH－抑制水的电离，所以滴加氨水的过程中的水的电离平衡将逆向移动；溶液显中性，则根据电荷守恒可知c(NO3－)＋c(OH－) ＝c(NH4+)＋c(H＋)，因此 c(OH－)＝c(H＋)＝10－7mol/L， c(NH4+)＝c(NO3－)。根据氨水的电离平衡常数可知，溶液中＝2×10-5 mol·L-1，则c(NH3·H2O)＝＝。

考点：考查氧化还原反应、平衡状态判断、反应速率计算以及盐类水解、电离平衡常数的计算