Question

肼（N₂H₄）是一种高能燃料，在工业生产中用途广泛．
（1）发射火箭时，胼（N₂H₄）为燃料，液态双氧水作氧化剂，两者反应生成氮气和气态水．
已知1.6g N₂H₄（l）在上述反应中放出64.22kJ的热量，写出该反应的热化学方程式

 

（2）肼（N₂H₄）也可与NO₂发生反应生成N₂和H₂O，配平方程式并标出电子转移的方向和数目．

 

N₂H₄+

 

NO₂-

 

N₂+

 

H₂O
（3）肼性质与氨气相似，易溶于水，可发生如下两步电离过程：
N₂H₄+H₂O?N₂H₅⁺+OH^-Ⅰ
N₂H₅⁺+H₂O?N₂H₆²⁺+OH^-Ⅱ
①常温下，某浓度N₂H₆Cl₂溶液的pH为4，则该溶液中由水电离产生的c（H⁺）为

 

．
②已知在相同条件下过程I的进行程度大于N2H5’的水解程度．常温下，若0.2mol/L，N₂H₄溶液与0.1mol/L HCl溶液等体积混合，则溶液中N₂H₅⁺、Cl^-、OH^-、H⁺离子浓度由大到小的顺序为

 

．
（4）肼和氧气在不同温度和催化剂条件下生成不同产物（如图）：
温度较低时主要发生反应a：N₂H₄（g）+O₂（g）?N₂（g）+2H₂O（g）
温度较高时主要发生反应b：N₂H₄（g）+2O₂（g）?2NO（g）+2H₂O（g）
①若反应b在1000℃时的平衡常数为K₁，1100℃时的平衡常数为K₂，则K₁

 

K₂．（填“＞”、“＜”或“=”）．
②某温度下，容积固定的密闭容器中，下列描述可说明反应a达到平衡的是

 

．
A．v（N₂）=v（N₂H₄）
B．c（N₂H₄）：c（O₂）：c（N₂）=1：1：1
C．体系的压强不再发生变化
D．混合气体的平均相对分子质量不再发生变化
③1000℃，反应b达到平衡时，下列措施能使容器中

c(NO)

c(O2)

增大的是

 

．
A．恒容条件下，充入He     B．增大容器体积
C．恒容条件下，充入N₂H₄    D．使用催化剂．

Answer 1

考点：化学平衡状态的判断,氧化还原反应方程式的配平,热化学方程式,化学平衡的影响因素,离子浓度大小的比较

专题：氧化还原反应专题,化学反应中的能量变化,化学平衡专题,电离平衡与溶液的pH专题

分析：（1）依据热化学方程式书写方法写出，标注物质聚集状态和反应焓变；
（2）根据得失电子守恒和原子守恒配平，用单线桥标出电子的数目；
（3）①常温下，N₂H₆C1₂溶液水解导致溶液呈酸性，所以水电离出的氢离子等于等于溶液中的氢离子；
②已知在相同条件下过程I的进行程度大于N2H5’的水解程度．常温下，若0.2mol/L，N₂H₄溶液与0.1mol/L HCl溶液等体积混合，则生成等物质量浓度的N₂H₄和N₂H₅Cl溶液以N₂H₄ ，N₂H₄+H₂O?N₂H₅⁺+OH^-Ⅰ为主，所以溶液呈碱性，即离子浓度大小的顺序为：c（N₂H₅⁺）＞c（Cl^-）＞c（OH^-）＞c（H⁺）；
（4）①根据图象中氮气的产率变化可知，若反应b从1000℃变为1100℃，NO产率减少，平衡常数减小，则K₁＞K₂；
②反应到达平衡状态时，正逆反应速率相等（同种物质）或正逆反应速率之比等于系数之比（不同物质），平衡时各种物质的物质的量、浓度等不再发生变化，可由此进行判断；
③A．恒容条件下，充入He气，反应体系中个反应物及生成物的浓度均不变，平衡不移动，

n(NO)

n(O2)

不变；
B．增大容器体积，相当于减压，平衡右移，

n(NO)

n(O2)

增大；
C．恒容条件下，充入N₂H₄，平衡右移，

n(NO)

n(O2)

增大；
D．使用催化剂，平衡不移动，

n(NO)

n(O2)

不变．

解答： 解：（1）1.6g即0.05mol的 N₂H₄（l）在上述反应中放出64.22kJ的热量，则1mol放出的热量为

1mol

0.05mol

×64.22kJ=1284.4kJ，所以热化学方程式为：N₂H₄（l）+2H₂O₂（l）=N₂（g）+4H₂O （g）△H=-1284.4kJ/mol，
故答案为：N₂H₄（l）+2H₂O₂（l）=N₂（g）+4H₂O （g）△H=-1284.4kJ/mol；
（2）N₂H₄中氮由-2价变成0价，升高2×2=4，NO₂中氮由+4价变成0，降低4，所以N₂H₄和NO₂的计量数相等，然后根据原子守恒，方程为：，故答案为：2；2；3；4；；
（3）①常温下，N₂H₆C1₂溶液是强酸弱碱盐，水解导致溶液呈酸性，所以水电离出的氢离子等于等于溶液中的氢离子，c（H⁺）=1×10^-4mol/L，故答案为：1×10^-4mol/L；
②已知在相同条件下过程I的进行程度大于N2H5’的水解程度．常温下，若0.2mol/L，N₂H₄溶液与0.1mol/L HCl溶液等体积混合，则生成等物质量浓度的N₂H₄和N₂H₅Cl溶液以N₂H₄ ，N₂H₄+H₂O?N₂H₅⁺+OH^-Ⅰ为主，所以溶液呈碱性，即离子浓度大小的顺序为：c（N₂H₅⁺）＞c（Cl^-）＞c（OH^-）＞c（H⁺），
故答案为：c（N₂H₅⁺）＞c（Cl^-）＞c（OH^-）＞c（H⁺）；
（4）①根据图象中氮气的产率变化可知，若反应b从1000℃变为1100℃，NO产率减少，平衡常数减小，则K₁＞K₂，故答案为：＞；
②A．v（N₂）=v（N₂H₄），未体现正逆反应的关系，故不选；
B．c（N₂H₄）：c（O₂）：c（N₂）=1：1：1，而不是不变，故不选；
C．体系的压强不再发生变化，说明气体物质的量不变，已达平衡，故选；
D．混合气体的平均相对分子质量不再发生变化，说明气体物质的量不变，已达平衡，故选；
故选CD；
③A．恒容条件下，充入He气，反应体系中个反应物及生成物的浓度均不变，平衡不移动，

n(NO)

n(O2)

不变；
B．增大容器体积，相当于减压，平衡右移，

n(NO)

n(O2)

增大；
C．恒容条件下，充入N₂H₄，平衡右移，

n(NO)

n(O2)

增大；
D．使用催化剂，平衡不移动，

n(NO)

n(O2)

不变；
故选BC．

点评：本题考查了影响化学反应速率和化学平衡的因素、平衡常数的计算等，题干信息的应用和分析判断是解题关键，题目难度中等．