Question

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  (l )=2CO₂ (g )+3N₂ (g )+4H₂O (l )    （Ⅰ）

（1）若将反应（Ⅰ）设计成原电池，则正极的电极反应式为                        

（酸性电解质）。

（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ΔH。现将1 mol N₂O₄ 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内的平均反应速率v（N₂O₄）=________mol·L^-1·s^-1。

（4）NO₂可用氨水吸收生成NH₄NO₃ 。25℃时，将amol NH₄NO₃溶于水，溶液显酸性，原因是                   （用离子方程式表示）。向该溶液滴加bL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______（填“正向”“不”或

“逆向”）移动，所滴加氨水的浓度为_______mol·L^-1。（NH_3·H₂O的电离平衡常数

K_b=2×10^—5 mol·L^-1）

Answer 1

【知识点】原电池原理、化学平衡的移动  F3  G2  H1

【答案解析】(1)N₂O₄+8e^-+8H⁺=N₂+4H₂O ； (2)吸热 （3）a,d；不变；0.1  (4)NH₄⁺+H₂ONH₃.H₂O+H⁺

 逆向；

解析：(1)根据原电池得正极发生还原反应，结合酸性电解质，得到正极的电极反应式为： N₂O₄+8e^-+8H⁺=N₂+4H₂O ；

(2)温度升高时，气体颜色变深，说明升高温度平衡向正反应方向移动，则反应(Ⅱ)为吸热反应。

 （3）恒压密闭容器中，随着反应的进行气体的物质的量增大，容器体积增大，密度减小，当气体密度不变时意味着平衡不再移动，a 图正确，；b.ΔH不变不能作为平衡状态的标志；c.速率减小，c图错误；d.的转化率先增大，不变时说明反应达最大限度说明反应达到平衡状态，d正确；化学平衡常数只与温度有关，所以不变；3s后NO₂的物质的量为0.6mol，则0~3s  内的平均反应速率vNO₂=0.6mol/(1L·3s)=0.2mol·L^-1·s^-1   则0~3s内的平均反应速率v（N₂O₄）=0.1mol·L^-1·s^-1。 

(4)将amol NH₄NO₃溶于水，溶液显酸性，原因是铵根离子水解：NH₄⁺+H₂ONH₃.H₂O+H⁺  

原溶液是盐溶液，盐水解促进水的电离，向该溶液滴加bL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移动，

根据电荷守恒式：C(NH₄⁺)+C(H⁺)=C(OH^-)+C(NO₃^-),溶液呈中性C(NH₄⁺)=C(NO₃^-)，结合电离平衡常数表达式得到所滴加氨水的浓度。

【思路点拨】本题考查了原电池原理、化学平衡的移动等知识，理解化学平衡状态是关键。