Question

3．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（g）　（Ⅰ）
（1）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）　（Ⅱ）
当温度升高时，气体颜色变深，则反应（Ⅱ）为吸热（填“吸热”或“放热”）反应．
（3）一定温度下，反应（Ⅱ）的焓变为△H．现将1mol 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ad．

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，平衡常数不变（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）=0.1mol/（L•s）．
（4）NO₂可用氨水吸收生成两种铵盐．其反应方程式为2NH₃•H₂O+2NO₂═NH₄NO₃+NH₄NO₂+H₂O．

Answer 1

分析 （1）在氧化还原反应中化合价降低的反应物是氧化剂；
（2）升高温度，平衡向吸热反应方向移动；
（3）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；
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）；
（4）NO₂可用氨水吸收生成两种铵盐，可生成硝酸铵和亚硝酸胺．

解答 解：（1）反应（Ⅰ）中，N₂O₄（l）中N元素得电子化合价降低，N₂O₄（l）是氧化剂，（CH₃）₂NNH₂（l）中碳元素化合价升高，是还原剂，
故答案为：N₂O₄；
（2）升高温度，化学平衡向吸热反应方向移动，当温度升高时，气体颜色变深，平衡向正反应方向移动，所以正反应是吸热反应即△H＞0，
故答案为：吸热；
（3）a．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a正确；
b．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b错误；
c．根据反应速率大小，无法判断正逆反应速率是否相等，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；
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3sNO₂的物质的量为0.6mol，v（NO₂）=$\frac{△c}{△t}$=$\frac{\frac{0.6mol}{1L}}{3s}$=0.2mol/（L•s），则0～3s内的平均反应速率v（N₂O₄）=0.1mol/（L•s），
故答案为：ad；不变；0.1mol/（L•s）；
（4）NO₂可用氨水吸收生成两种铵盐，可生成硝酸铵和亚硝酸胺，反应的化学方程式为2NH₃•H₂O+2NO₂═NH₄NO₃+NH₄NO₂+H₂O，
故答案为：2NH₃•H₂O+2NO₂═NH₄NO₃+NH₄NO₂+H₂O．

点评 本题考查较为综合，为高频考点，侧重于学生的分析、计算能力的考查，题目涉及氧化还原反应的概念判断，化学平衡的影响因素分析，平衡标志的判断理解，平衡常数的影响因素和计算应用，化学反应速率的计算分析，综合性较大，难度中等．