4.肼(N2H4)又称联氨,常温下是一种无色油状液体,沸点为113.5 ℃。

(1)在锅炉水中加入N2H4,可以把锅炉表面的氧化铁还原为结构紧密的四氧化三铁保护层,请配平下列反应方程式:

______Fe2O3+______N2H4―→____Fe3O4+____N2↑+______H2O

(2)肼燃烧热较大且燃烧产物对环境无污染,故可以用作火箭燃料。常温下,若肼的燃烧热为Q kJ/mol,写出表示肼燃烧热的热化学方程式:_____________________________________。

(3)肼—空气燃料电池是一种碱性燃料电池,肼可转化为氮气与水。常用的电解质溶液为20%~30%的KOH溶液。该电池放电时,负极的电极反应式是__________________________。

(4)肼易溶于水,它是一种二元弱碱,已知:在相同条件下N2H4·2H2O的电离程度大于N2H的水解程度。常温下,若0.2 mol/L N2H4·2H2O溶液与0.1 mol/L盐酸等体积混合,则溶液中N2H、Cl-、OH-、H+的浓度由大到小的顺序为____________。

(5)肼和氧气在不同温度和催化剂条件下生成不同的产物(如图所示),温度较高时主要发生反应N2H4(g)+2O2(g)2NO(g)+2H2O(g),若此反应1000℃时的平衡常数为K1,1100℃时的平衡常数为K2,则K1________K2(填“>”、“<”或“=”)。1 000 ℃时,反应达到平衡,下列措施中能使增大的是________(填序号)。

A.恒容条件下,充入He气

B.增大容器体积

C.恒容条件下,充入N2H4

D.使用催化剂

[解析] (1)根据电子守恒配平方程式。(2)注意表示燃烧热的热化学方程式中,可燃物的计量数为1。(3)注意电解质溶液为碱性,电极反应式中不能生成H+而是生成H2O。(4)由题意知肼是一种二元弱碱,常温下,0.2mol/L N2H4·

2H2O溶液与0.1 mol/L盐酸等体积混合,完全反应后所得的溶液为等物质的量浓度的N2H5Cl和N2H4·2H2O的混合溶液,又知N2H4·2H2O的电离程度大于N2H的水解程度,故溶液呈碱性,且N2H的浓度大于Cl-的浓度,故c(N2H)>c(Cl-)>c(OH-)>c(H+)。(5)由题意知肼可作火箭燃料,其与氧气发生的反应为N2H4+2O22NO+2H2O,由图可知温度大于900 ℃时温度越高,产物产率越低,平衡常数越小。该反应为气体体积增大的反应,故增大容器体积或恒容条件下充入N2H4均可使平衡右移,增大;而恒容条件下充入惰性气体与使用催化剂均不能影响化学平衡。

[答案] (1)6 1 4 1 2

(2)N2H4(l)+O2(g)===N2(g)+2H2O(l)

ΔH=-Q kJ/mol

(3)N2H4-4e-+4OH-===N2↑+4H2O

(4)c(N2H)>c(Cl-)>c(OH-)>c(H+)

(5)> BC

 

 0  114525  114533  114539  114543  114549  114551  114555  114561  114563  114569  114575  114579  114581  114585  114591  114593  114599  114603  114605  114609  114611  114615  114617  114619  114620  114621  114623  114624  114625  114627  114629  114633  114635  114639  114641  114645  114651  114653  114659  114663  114665  114669  114675  114681  114683  114689  114693  114695  114701  114705  114711  114719  447090 

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