题目内容
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（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 ．
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．
（4）硝酸厂的尾气中含NO2和NO，直接排放将污染空气．目前科学家探索利用燃料气体中的甲烷等将氮的氧化物还原为氮气和水，反应机理为：
CH4（g）+4NO2（g）=4NO（g）+CO2（g）+2H2O（g）△H=-574kJ?mol-1
CH4（g）+4NO（g）=2N2（g）+CO2（g）+2H2O（g）△H=-1160kJ?mol-1
则甲烷直接将NO2还原为N2的热化学方程式为： ．
（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 ．
（CH3）2NNH2（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
（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
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
（4）硝酸厂的尾气中含NO2和NO，直接排放将污染空气．目前科学家探索利用燃料气体中的甲烷等将氮的氧化物还原为氮气和水，反应机理为：
CH4（g）+4NO2（g）=4NO（g）+CO2（g）+2H2O（g）△H=-574kJ?mol-1
CH4（g）+4NO（g）=2N2（g）+CO2（g）+2H2O（g）△H=-1160kJ?mol-1
则甲烷直接将NO2还原为N2的热化学方程式为：
（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
分析：（1）在氧化还原反应中化合价降低的反应物是氧化剂；
（2）升高温度，平衡向吸热反应方向移动；
（3）根据达到平衡状态，各组分浓度不变，正逆反应速率相等进行判断；化学平衡常数只与温度有关，与物质的浓度无关；根据v（NO2）=
计算NO2的化学反应速率，再根据同一反应中、同一时间段内反应速率之比等于计量数之比计算v（N2O4）；
（4）根据盖斯定律来计算反应的焓变，进而书写热化学方程式；
（5）根据燃料电池中，燃料做负极，氧气作正极，负极的电极反应=总反应-正极的电极反应．
（2）升高温度，平衡向吸热反应方向移动；
（3）根据达到平衡状态，各组分浓度不变，正逆反应速率相等进行判断；化学平衡常数只与温度有关，与物质的浓度无关；根据v（NO2）=
| △c |
| △t |
（4）根据盖斯定律来计算反应的焓变，进而书写热化学方程式；
（5）根据燃料电池中，燃料做负极，氧气作正极，负极的电极反应=总反应-正极的电极反应．
解答：解：（1）反应（Ⅰ）中，N2O4（l）中N元素得电子化合价降低，N2O4（l）是氧化剂，（CH3）2NNH2（l）中碳元素化合价升高，是还原剂，
故答案为：N2O4；
（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）a、反应方程式两边气体的质量不相等，密度不变，说明达到了平衡状态，故a正确；
b、反应过程中，反应热不会变化，不是变量，无法判断是否达到平衡状态，故b错误；
c、根据反应速率大小，无法判断正逆反应速率是否相等，故c错误；
d、四氧化二氮的转化率不变，说明正逆反应速率相等，达到了平衡状态，故d正确；
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）=v（NO2）=
=
=0.2mol/L?s，则v（N2O4）=
v（NO2）=0.1mol/（L?s）；
故答案为：ad；不变；0.1；
（4）已知：①CH4（g）+4NO2（g）→4NO（g）+CO2（g）+2H2O（g）△H=-574kJ?mol-1；
②CH4（g）+4NO（g）→2N2（g）+CO2（g）+2H2O（g）△H=-1160kJ?mol-1，
甲烷直接将NO2还原为N2的化学方程式：CH4+2NO2=CO2+N2，可以由
（①+②）得到，
所以甲烷直接将NO2还原为N2的热化学方程式为：CH4（g）+2NO2（g）=CO2（g）+2H2O（g）+N2（g）△H=-867kJ/mol，
故答案为：CH4（g）+2NO2（g）=CO2（g）+2H2O（g）+N2（g）△H=-867kJ/mol；
（5）燃料电池中，燃料做负极，则通入氨气的电极是负极，碱性条件下，总反应：4NH3+3O2
2N2+6H2O，正极的电极反应：3O2↑+6H2O+12e-=12OH-，负极的电极反应式为：4NH3+12OH--12e=2N2+12H2O，
故答案为：负极；4NH3+12OH--12e=2N2+12H2O．
故答案为：N2O4；
（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）a、反应方程式两边气体的质量不相等，密度不变，说明达到了平衡状态，故a正确；
b、反应过程中，反应热不会变化，不是变量，无法判断是否达到平衡状态，故b错误；
c、根据反应速率大小，无法判断正逆反应速率是否相等，故c错误；
d、四氧化二氮的转化率不变，说明正逆反应速率相等，达到了平衡状态，故d正确；
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）=v（NO2）=
| △c |
| △t |
| ||
| 3s |
| 1 |
| 2 |
故答案为：ad；不变；0.1；
（4）已知：①CH4（g）+4NO2（g）→4NO（g）+CO2（g）+2H2O（g）△H=-574kJ?mol-1；
②CH4（g）+4NO（g）→2N2（g）+CO2（g）+2H2O（g）△H=-1160kJ?mol-1，
甲烷直接将NO2还原为N2的化学方程式：CH4+2NO2=CO2+N2，可以由
| 1 |
| 2 |
所以甲烷直接将NO2还原为N2的热化学方程式为：CH4（g）+2NO2（g）=CO2（g）+2H2O（g）+N2（g）△H=-867kJ/mol，
故答案为：CH4（g）+2NO2（g）=CO2（g）+2H2O（g）+N2（g）△H=-867kJ/mol；
（5）燃料电池中，燃料做负极，则通入氨气的电极是负极，碱性条件下，总反应：4NH3+3O2
| ||
故答案为：负极；4NH3+12OH--12e=2N2+12H2O．
点评：本题考查了化学平衡状态的判断、化学反应速率的计算、热化学方程式的书写等知识，题目难度中等，注意掌握化学平衡状态的判断方法、明确化学反应速率与化学及计量数成正比，试题培养了学生灵活应用所学知识的能力．
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