题目内容
肼（N2H4）又称联氨，广泛用于火箭推进剂、有机合成及燃料电池，NO2的二聚体N2O4则是火箭中常用氧化剂．试回答下列问题
（1）肼燃料电池原理如图所示，左边电极上发生的电极反应式为 ．
（2）火箭常用N2O4作氧化剂，肼作燃料，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 ．
（3）联氨的工业生产常用氨和次氯酸钠为原料获得，写出反应的离子方程式为_ ．
（4）如图所示，A是由易导热材料制成的体积不变的密闭容器，B是一耐化学腐蚀且易于传热的体积可变的透明气囊（体积改变过程中囊体弹力改变忽略不计）．关闭K2，将各1mol NO2通过K1、K3分别充入A、B中，反应起始时A、B的体积相同均为a L．
①B中可通过 判断可逆反应2NO2?N2O4已经达到平衡．
②若打开K2，平衡后B容器的体积缩至0.4a L，则打开K2之前，气球B体积为 L．
③若容器A中到达平衡所需时间t s，达到平衡后容器内压强为起始压强的0.8倍，则平均化学反应速率v（NO2）等于 （用含a、t的代数式表示）．
④若平衡后在A容器中再充入0.5mol NO2，则重新到达平衡后，平衡混合气中NO2的体积分数 （填“变大”“变小”或“不变”）．
（1）肼燃料电池原理如图所示，左边电极上发生的电极反应式为
（2）火箭常用N2O4作氧化剂，肼作燃料，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
（3）联氨的工业生产常用氨和次氯酸钠为原料获得，写出反应的离子方程式为_
（4）如图所示，A是由易导热材料制成的体积不变的密闭容器，B是一耐化学腐蚀且易于传热的体积可变的透明气囊（体积改变过程中囊体弹力改变忽略不计）．关闭K2，将各1mol NO2通过K1、K3分别充入A、B中，反应起始时A、B的体积相同均为a L．
①B中可通过
②若打开K2，平衡后B容器的体积缩至0.4a L，则打开K2之前，气球B体积为
③若容器A中到达平衡所需时间t s，达到平衡后容器内压强为起始压强的0.8倍，则平均化学反应速率v（NO2）等于
④若平衡后在A容器中再充入0.5mol NO2，则重新到达平衡后，平衡混合气中NO2的体积分数
考点：化学电源新型电池,离子方程式的书写,热化学方程式,化学平衡的影响因素
专题：基本概念与基本理论
分析：（1）左端为负极，在碱性电解质中失去电子生成氮气和水；
（2）利用盖斯定律来计算2N2H4（g）+N2O4（g）=3N2（g）+4H2O（g）的反应热；
（3）根据反应物和生成物来确定生成物，并书写化学方程式；
（4）①反应达到平衡状态时，正逆反应速率相等，平衡时各种物质的物质的量、浓度等不再发生变化；
②根据等效平衡分析；
③根据反应前后气体的压强之比等于物质的量之比来回答；
④根据压强对化学平衡的移动的影响因素来回答．
（2）利用盖斯定律来计算2N2H4（g）+N2O4（g）=3N2（g）+4H2O（g）的反应热；
（3）根据反应物和生成物来确定生成物，并书写化学方程式；
（4）①反应达到平衡状态时，正逆反应速率相等，平衡时各种物质的物质的量、浓度等不再发生变化；
②根据等效平衡分析；
③根据反应前后气体的压强之比等于物质的量之比来回答；
④根据压强对化学平衡的移动的影响因素来回答．
解答：
解：（1）左端为负极，在碱性电解质中失去电子生成氮气和水，电极反应为N2H4-4e-+4OH-=N2+4H2O，故答案为：N2H4-4e-+4OH-=N2+4H2O；
（2）由①N2（g）+2O2（g）=2NO2（g）△H=-67.7kJ?mol-1
②N2H4（g）+O2（g）=N2（g）+2H2O（g）△H=-534.0kJ?mol-1
③2NO2（g）?N2O4（g）△H=-52.7kJ?mol-1
根据盖斯定律可知②×2-①-③得2N2H4（g）+N2O4（g）=3N2（g）+4H2O（g），
△H=（-534.0kJ?mol-1）×2-（-67.7kJ?mol-1）-（-52.7kJ?mol-1）=-947.6 kJ?mol-1，
即热化学方程式为2N2H4（g）+N2O4（g）=3N2（g）+4H2O（g）△H=-947.6 kJ?mol-1，
故答案为：2N2H4（g）+N2O4（g）=3N2（g）+4H2O（g）△H=-947.6 kJ?mol-1；
由在高锰酸钾催化剂存在下，尿素和次氯酸钠、氢氧化钠溶液反应生成联氨、另外两种盐和水，根据质量守恒定律可知两种盐为氯化钠和碳酸钠，该反应为CO（NH2）2+ClO-+2OH-=N2H4+Cl-+CO32-+H2O，故答案为：CO（NH2）2+ClO-+2OH-=N2H4+Cl-+CO32-+H2O．
（3）氨气和次氯酸钠之间反应的方程式为：2NH3+NaClO=N2H4+NaCl+H2O，故答案为：2NH3+NaClO=N2H4+NaCl+H2O；
（4）①B是一个气体压强不变的容器，所以当反应达到平衡状态时，混合气体的颜色和气囊体积不再改变，
故答案为：B的体积不再减小或气体颜色不再变化；
②打开K2，则相当于是在等温等压时的平衡，因此平衡时等效的．由于此时反应物的物质的量是B中的二倍，所以打开K2之前，气球B体积为（aL+0.4aL）÷2=0.7aL，
故答案为：0.7a；
③2NO2?N2O4
初始物质的量：1 0
变化的物质的量：2x x
平衡物质的量：1-2x x
则
=0.8，解得x=0.2mol，所以平均化学反应速率v（NO2）=
mol/（L?s）=
mol/（L?s），故答案为：
mol/（L?s）；
④再加入气体，相当于增大压强，化学平衡正向移动，二氧化氮的百分含量会减小，故答案为：变小．
（2）由①N2（g）+2O2（g）=2NO2（g）△H=-67.7kJ?mol-1
②N2H4（g）+O2（g）=N2（g）+2H2O（g）△H=-534.0kJ?mol-1
③2NO2（g）?N2O4（g）△H=-52.7kJ?mol-1
根据盖斯定律可知②×2-①-③得2N2H4（g）+N2O4（g）=3N2（g）+4H2O（g），
△H=（-534.0kJ?mol-1）×2-（-67.7kJ?mol-1）-（-52.7kJ?mol-1）=-947.6 kJ?mol-1，
即热化学方程式为2N2H4（g）+N2O4（g）=3N2（g）+4H2O（g）△H=-947.6 kJ?mol-1，
故答案为：2N2H4（g）+N2O4（g）=3N2（g）+4H2O（g）△H=-947.6 kJ?mol-1；
由在高锰酸钾催化剂存在下，尿素和次氯酸钠、氢氧化钠溶液反应生成联氨、另外两种盐和水，根据质量守恒定律可知两种盐为氯化钠和碳酸钠，该反应为CO（NH2）2+ClO-+2OH-=N2H4+Cl-+CO32-+H2O，故答案为：CO（NH2）2+ClO-+2OH-=N2H4+Cl-+CO32-+H2O．
（3）氨气和次氯酸钠之间反应的方程式为：2NH3+NaClO=N2H4+NaCl+H2O，故答案为：2NH3+NaClO=N2H4+NaCl+H2O；
（4）①B是一个气体压强不变的容器，所以当反应达到平衡状态时，混合气体的颜色和气囊体积不再改变，
故答案为：B的体积不再减小或气体颜色不再变化；
②打开K2，则相当于是在等温等压时的平衡，因此平衡时等效的．由于此时反应物的物质的量是B中的二倍，所以打开K2之前，气球B体积为（aL+0.4aL）÷2=0.7aL，
故答案为：0.7a；
③2NO2?N2O4
初始物质的量：1 0
变化的物质的量：2x x
平衡物质的量：1-2x x
则
| 1-2x+x |
| 1 |
| 0.2×2 |
| at |
| 0.4 |
| at |
| 0.4 |
| at |
④再加入气体，相当于增大压强，化学平衡正向移动，二氧化氮的百分含量会减小，故答案为：变小．
点评：本题考查了化学平衡的计算和盖斯定律等知识点，难点是根据等效平衡进行计算，难度较大．
练习册系列答案
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用98%的浓H2SO4配制一定物质的量浓度的硫酸溶液，必须使用的仪器是（ ）
| A、烧杯、天平、容量瓶、滴管 |
| B、烧杯、量筒、容量瓶、天平 |
| C、量筒、烧杯、容量瓶、滴管 |
| D、量筒、天平、移液管、漏斗 |
往NaOH溶液中通入CO2气体充分反应后，在低压和低温下，小心地将溶液蒸干，得到白色的固体M，通入CO2的体积V（CO2）（标准状况）与M的质量W的关系如下图．
B、
D、
E、