[题目]氮有多种氢化物.其中NH3和N2H4用途最为广泛,(1)一定条件下.在3 L密闭容器中充入4 mol N2和9 mol H2合成氨.温度为T1时.平衡时NH3的物质的量为2.4 mol.温度为T2时.平衡时NH3的物质的量为2.0mol,已知:破坏1 molN2(g)和3 molH2(g)中的化学键消耗的总能量小于破坏2molNH3(g)中的化学键消耗的� 题目和参考答案——青夏教育精英家教网—

题目内容

【题目】氮有多种氢化物，其中NH3和N2H4用途最为广泛；

（1）一定条件下，在3 L密闭容器中充入4 mol N2和9 mol H2合成氨。温度为T1时，平衡时NH3的物质的量为2.4 mol，温度为T2时，平衡时NH3的物质的量为2.0mol；

已知：破坏1 molN2(g)和3 molH2(g)中的化学键消耗的总能量小于破坏2molNH3(g)中的化学键消耗的能量。

①则T1 ____________T2（填“>”、“<”或“=”）；

②在T2 下，经过10min反应达到化学平衡状态，则0~10min内H2的平均反应速率v(H2)= __________，平衡时N2的转化率α(N2)=__________，平衡后若再增大氢气浓度，该反应的平衡常数__________（填“增大”、“减小”或“不变”）。

（2）肼(N2H4)又称联氨，是一种可燃性的液体，可用作火箭燃料。肼—空气燃料电池是一种碱性燃料电池，产物无污染，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__________________________；正极附近溶液的pH________（填“增大”、“减小”或“不变”）。

（3）发射神舟飞船的长征火箭用肼(N2H4，气态)为燃料，为了提高肼（N2H4）燃烧过程中释放的能量，常用NO2作氧化剂代替O2，这两者反应生成N2和水蒸气。已知：①N2(g)＋2O2(g)===2NO2(g) ΔH1＝＋67.7kJ·mol－1 ②N2H4(g)＋O2(g)===N2(g)＋2H2O(g) ΔH2＝－534 kJ·mol－1，写出肼和NO2完全反应的热化学方程式：______________________________。

【答案】＜ 0.1mol/(L·min) 25% 不变 N2H4—4e—+4OH—=N2+4H2O 增大 2N2H4(g)+2NO2(g)=3N2(g)+4H2O(g) △H= —1135.7 kJ·mol－1

【解析】（1）考查勒夏特列原理、化学平衡的计算，①破坏1 molN2(g)和3 molH2(g)中的化学键消耗的总能量小于破坏2molNH3(g)中的化学键消耗的能量，说明此反应是放热反应，温度T1达到平衡时，n(NH3)=2.4mol，温度为T2平衡时n(NH3)=2.0mol，正反应方向是放热反应，随着温度升高，平衡向逆反应方向进行，即T1<T2；②合成氨化学反应方程式为N2＋3H22NH3，生成NH3的物质的量为2.0mol，则消耗氢气物质的量为2.0×3/2mol=3.0mol，根据化学反应速率数学表达式，v(H2)=3.0/(10×3)mol/(L·min)=0.1mol/(L·min)；消耗N2的物质的量为1mol，则N2的转化率为1/4×100%=25%；化学平衡常数只受温度的影响，增大氢气的浓度，化学平衡常数不变；（2）考查原电池的工作原理和电极反应式的书写，产物是无污染，因此N2H4转化成N2，因为环境是碱性，因此负极电极反应式为N2H4＋4OH－－4e－=N2＋4H2O，正极反应式为O2＋2H2O＋4e－=4OH－，因此正极附近溶液的pH增大；（3）考查热化学反应方程式的计算，肼与NO2的反应方程式为2N2H4＋2NO2=3N2＋4H2O，②×2－①得出△H=－1135.7kJ·mol－1，热化学反应方程式为：2N2H4(g)+2NO2(g)=3N2(g)+4H2O(g) △H= -1135.7 kJ·mol－1。