Question

7．氮是一种重要的元素，在很多物质中都含有它的身影．
I．在9.3胜利日阅兵活动中，我国展示了多款导弹，向世界展示了我们捍卫和平的决心和能力．偏二甲肼【（CH₃）₂NNH₂】是一种无色易燃的液体，常与N₂O₄ 作为常用火箭推进剂，二者发生如下化学反应：
（CH₃）₂NNH₂（l ）+2N₂O₄（l）═2CO₂（g）+3N₂（g）+4H₂O（g）
（1）该反应（Ⅰ）中氧化剂是N₂O₄．
（2）火箭残骸中常现红棕色气体，原因为：N₂O₄（g）?2NO₂（g）
一定温度下，该反应的焓变为△H．现将2mol NO₂充入一恒压密闭容器中，如图示意图正确且能说明反应达到平衡状态的是ABD．

若在相同温度下，将上述反应改在体积为2L的恒容密闭容器中进行，平衡常数不变（填“增大”“不变”或“减小”），反应4min后N₂O₄的物质的量为0.8mol，则0～4s内的平均反应速率v（NO₂）=0.2mol/L•s．
II．硝酸铵（NH₄NO₃）是一种重要的铵盐，它的主要用途作肥料及工业用和军用炸药．在25℃时，将1mol 硝酸铵溶于水，溶液显酸性，原因是NH₄⁺+H₂O?NH₃•H₂O+H⁺（用离子方程式表示）．向该溶液滴加50mL氨水后溶液呈中性，则滴加氨水的过程中的水的电离平衡将逆向（填“正向”“不”或“逆向”）移动，所滴加氨水的浓度为0.1mol•L^-1．（NH_3•H₂O的电离平衡常数K_b=2×10^-5 mol•L^-1）

Answer 1

分析 I．（1）在氧化还原反应中化合价降低的反应物是氧化剂；
（2）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；
K=$\frac{{\;}^{c2}（NO{\;}_{2}）}{c（N{\;}_{2}O{\;}_{4}）}$，化学平衡常数只与温度有关，与物质的浓度无关；根据v（NO₂）=$\frac{△c}{△t}$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）；
II．硝酸铵是强酸弱碱盐，铵根离子水解使硝酸铵溶液显酸性；依据同粒子效应，一水合氨对铵根离子水解起到抑制作用；依据一水合氨的电离平衡常数计算得到氨水浓度．

解答 解：I．（1）反应（Ⅰ）中，N₂O₄中N元素得电子化合价降低，N₂O₄是氧化剂，
故答案为：N₂O₄；
（2）A、NO₂的物质的量不变，说明反应达到平衡状态，故A正确；
B、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B正确；
C、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；
K=$\frac{{\;}^{c2}（NO{\;}_{2}）}{c（N{\;}_{2}O{\;}_{4}）}$，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，反应4min后N₂O₄的物质的量为0.8mol，则反应用掉的NO₂的物质的量为01.6mol，v（NO₂）=$\frac{△c}{△t}$=$\frac{\frac{1.6mol}{2L}}{4min}$=0.2mol/L•s，
故答案为：ABD；不变；0.2mol/L•s．
II．25℃时，将1mol NH4NO3溶于水，溶液显酸性，因为铵根离子水解使硝酸铵溶液显酸性，水解离子反应为NH₄⁺+H₂O?NH₃•H₂O+H⁺，加入氨水溶液抑制铵根离子水解，水的电离平衡逆向进行；将1mol NH₄NO₃溶于水，向该溶液滴加50mL 氨水后溶液呈中性，依据电荷守恒计算可知，溶液中氢氧根离子浓度=10^-7mol/L，c（NH₄⁺）=c（NO₃^-）；NH₃•H₂O的电离平衡常数取K=2×10^-5 mol•L^-1，设混合后溶液体积为1L，（NH₄⁺）=c（NO₃^-）=1mol/L；根据一水合氨电离平衡得到：NH₃•H₂O?NH₄⁺+OH^-，平衡常数K=$\frac{[NH{\;}_{4}{\;}^{+}]•[OH{\;}^{-}]}{[NH{\;}_{3}•H{\;}_{2}O]}$=$\frac{1mol/L×10{\;}^{-7}mol/L}{0.05L×c（NH{\;}_{3}•H{\;}_{2}O）}$=2×10^-5 mol•L^-1，计算得到c（NH₃•H₂O）=0.1mol/L，
故答案为：NH₄⁺+H₂O?NH₃•H₂O+H⁺；逆向；0.1．

点评 本题考查了氧化剂的判断、化学反应速率的计算等知识点，注意化学平衡常数只与温度有关，与物质的浓度无关．