题目内容
【题目】Ⅰ．火箭升空需要高能的燃料，通常用肼(N2H4)作为燃料，N2O4做氧化剂。
（1）已知：N2(g)+2O2(g)=2NO2(g) △H＝＋67.7kJ·mol－1
N2H4(g)+O2(g)=N2(g)+2H2O(g) △H＝－534.0kJ·mol－1
2NO2(g)
N2O4(g) △H＝－52.7kJ·mol－1
试写出气态肼在气态四氧化二氮中燃烧生成氮气和气态水的热化学方程式：__________________。
（2）工业上可用次氯酸钠与过量的氨反应制备肼，该反应的化学方程式为： 。
Ⅱ、（1）一定条件下，在2L密闭容器中起始投入2 mol NH3和4 mol O2发生反应：4NH3(g)+5O2(g)4NO(g)+6H2O(g) ΔH<0
测得平衡时数据如下：
平衡时物质的量(mol) | n(NO) | n(H2O) |
温度T1 | 1.6 | 2.4 |
温度T2 | 1.2 | 1.8 |
在温度T1下，若经过10min反应达到平衡，则10min内反应的平均速率v(NH3)＝ 。
②温度T1和T2的大小关系是T1 T2(填“>”、 “<”或“＝”)。
（2）电解KOH溶液，如果某段时间内氢氧储罐中共收集到33.6L气体已折算成标况)，则该段时间内水电解系统中转移电子的物质的量为__________mol。
（3）在载人航天器的生态系统中，不仅要求分离去除CO2，还要求提供充足的O2。某种电化学装置可实现如下转化：2CO2=2CO+O2，CO可用作燃料。已知该反应的阳极反应为：
=O2↑+2H2O，则阴极反应为 。有人提出，可以设计反应2CO=2C+O2(△H＞0)来消除CO的污染。请你判断上述反应是否能自发进行并说明理由 。
【答案】Ⅰ、（1）2N2H4(g)+N2O4(g)═3N2(g)+4H2O(g)△H=-1083.0 kJmol-1；
（2）NaClO+2NH3═N2H4+NaCl+H2O；
Ⅱ、（1）0.08 molL-1min-1 ＜（2）2
（3）2CO2+4e-+2H2O═2CO+4OH-(或CO2+2e-+H2O═CO+2OH-)；不能，因为该反应的△S＜0；
【解析】
试题分析：Ⅰ．（1）①N2(g)+2O2(g)═2NO2(g)△H=+67.7kJmol-1；
②N2H4(g)+O2(g)═N2(g)+2H2O(g)△H=-534.0kJmol-1；
③2NO2(g)N2O4(g)△H=-52.7kJmol-1；据盖斯定律，②×2-(①+③)得到：
2N2H4(g)+N2O4(g)=3N2(g)+4H2O(g)△H=-1083.0 kJmol-1；
（2）次氯酸钠与过量的氨反应制备肼，生成氯化钠和水，反应的化学方程式为：NaClO+2NH3=NaCl+N2H4+H2O；
Ⅱ．（1）①T1时，向2L密闭容器中充入3.2molNH3和4.4molO2，发生反应：
4NH3(g)+5O2(g)4NO(g)+6H2O(g)△H＜0：
起始量(mol/L) 1.6 2.2 0 0
变化量(mol/L) 0.8 1 0.8 1.2
平衡量(mol/L) 0.8 1.2 0.8 1.2
T1℃时，若经过10min反应达到平衡，则10min内反应的平均速率v(NH3)=
=0.08molL-1；平衡常数K=
=1.2；
②T2时，向2L密闭容器中充入3.2molNH3和4.4molO2，发生反应：
4NH3(g)+5O2(g)4NO(g)+6H2O(g)△H＜0：
起始量(mol/L) 1.6 2.2 0 0
变化量(mol/L) 0.6 0.75 0.6 0.9
平衡量(mol/L) 1 1.45 0.6 0.9
K=
=0.36＜1.2；则反应逆向进行，反应是放热反应，升温平衡逆向进行，T2＞T1；
（2）如果某段时间内氢氧储罐中共收集到33.6L，为1.5mol气体，电解方程式为2H2O
2H2↑+O2↑，则生成1mol氢气和0.5mol氧气，生成1mol氢气转移电子2mol，所以该段时间内水电解系统中转移电子的物质的量为2mol；、
（3）阴极发生还原反应，CO2被还原生成CO，阴极反应为：2CO2+4e-+2H2O=2 CO+4OH-；
反应2CO=2C+O2(△H＞0、△S＜0)，则△G=△H-T△S＞0，反应是一个焓增、熵减的反应，任何情况下不能自发进行。
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