Question

12．氮元素有着多变价态和种类繁多的化合物，因在生产、生活中发挥着重要的作用．完成下列问题：
（1）在一密闭容器中，进行如下化学反应：
N₂（g）+3H₂（g）?2NH₃（g）△H＜0，其化学平衡常数K与温度T的关系如表：

T	298K	398K	498K	…
K	4.1×106	K1	K2	…

①比较K₁、K₂的大小：K₁＞K₂（填“＞”、“=”或“＜”）．
②若保持容器的容积不变，则该反应达到化学平衡状态的依据是acd（填序号）．
a．2v（H₂）_正=3v（NH₃）_逆            b．v（N₂）_正=3v（H₂）_逆
c．容器内压强保持不变        d．混合气体的平均摩尔质量保持不变
③若维持容器的压强不变，达到平衡状态后再向容器中通入一定量的N₂，此时逆反应速率减小（填“增大”、“减小”或“不变”）；平衡常数不变．（填“增大”、“减小”或“不变”）
（ 2 ）肼是氮元素的另一种氢化物，分子式为N₂H₄．
①298K时，1.00g N₂H₄（l）与足量的N₂O₄（l）完全反应生成氮气和水，放出19.15kJ的热量．写该反应的热化学方程式2N₂H₄（l）+N₂O₄（l）=3N₂（g）+4H₂O（l）△H=-1225.6kJ/mol．
②肼也可以在纯氧中燃烧生成氮气和水，为了充分利用其能量有人设计了原电池装置，电极材料是多孔石墨电极，电解质为能够传导H⁺的固体电解质，请写出负极反应式N₂H₄-4e^-=N₂+4H⁺．

Answer 1

分析 （1）①△H＜0，为放热反应，温度越高，K越小；
②结合平衡的特征“等、定”判定；
③维持容器的压强不变，达到平衡状态后再向容器中通入一定量的N₂，体积增大，则压强减小；平衡常数K只与温度有关；
（2）①1.00g N₂H₄（l）与足量的N₂O₄（l）完全反应生成氮气和水，放出19.15kJ的热量，则2mol  N₂H₄（l）与足量的N₂O₄（l）完全反应生成氮气和水，放出热量为19.15kJ×64=1225.6kJ；
②肼也可以在纯氧中燃烧生成氮气和水，设计成原电池时，负极上肼失去电子生成单质．

解答 解：①△H＜0，为放热反应，温度越高，K越小，则K₁＞K₂，故答案为：＞；
②a．2v（H₂）_正=3v（NH₃）_逆，可知正逆反应速率相等，为平衡状态，故选；  
b．v（N₂）_正=3v（H₂）_逆，正逆反应速率之比不等于化学计量数之比，不是平衡状态，故不选；
c．该反应为气体体积不等的反应，则容器内压强保持不变，为平衡状态，故选；        
d．质量不变，物质的量为变量，则混合气体的平均摩尔质量保持不变，为平衡状态，故选；
故答案为：acd；
③维持容器的压强不变，达到平衡状态后再向容器中通入一定量的N₂，体积增大，则压强减小，此时逆反应速率减小，但温度不变，则平衡常数K不变，
故答案为：减小；不变；
（2）①1.00g N₂H₄（l）与足量的N₂O₄（l）完全反应生成氮气和水，放出19.15kJ的热量，则2mol  N₂H₄（l）与足量的N₂O₄（l）完全反应生成氮气和水，放出热量为19.15kJ×64=1225.6kJ，则热化学方程式为2N₂H₄（l）+N₂O₄（l）=3N₂（g）+4H₂O（l）△H=-1225.6 kJ/mol，
故答案为：2N₂H₄（l）+N₂O₄（l）=3N₂（g）+4H₂O（l）△H=-1225.6 kJ/mol；
②肼也可以在纯氧中燃烧生成氮气和水，设计成原电池时，负极上肼失去电子生成单质，电解质为能够传导H⁺的固体电解质，负极反应为N₂H₄-4e^-=N₂+4H⁺，
故答案为：N₂H₄-4e^-=N₂+4H⁺．

点评 本题考查化学平衡的计算，为高频考点，把握K与温度的关系、平衡判定、热化学方程式及电极反应为解答的关键，侧重分析与计算能力的考查，注意K只与温度有关，综合性较强，题目难度不大．