Question

聯(lián)氨（N2H4）及其衍生物是一類重要的火箭燃料。N2H4與N2O4反應能放出大量的熱。

（1）已知：2NO2（g）N2O4（g）  △H=-57.20kJ·mol-1。一定溫度下，在密閉容器中此反應達到平衡。 其他條件不變時，下列措施不能使NO2轉(zhuǎn)化率提高的是            

    A．減少NO2的濃度    B．降低溫度    C．增加NO2的濃度   D．升高溫度

（2）25℃時，1.00gN2H4（l）與足量N2O4（l）完全反應生成N2（g）和H2O（l），放出19.14kJ的熱量。則反應2N2H4（l）+N2O4（l）=3N2（g）+4H2O（l）的△H=       kJ·mol-1。

（3）17℃、1.01×105Pa，密閉容器中N2O4和NO2的混合氣體達到平衡時，c（NO2）=0.0300 mol·L-1、c（N2O4）=0.0120 mol·L-1。計算反應2NO2（g）N2O4（g）的平衡常數(shù)K=       。

（4）肼易溶于水，它是與氨類似的弱堿，用電離方程式表示肼的水溶液顯堿性的原因        。

（5）已知在相同條件下N2H4?H2O的電離程度大于N2H5C1的水解程度。常溫下，若將0.2mol/L N2H4?H2O溶液與0.1mol/L HCl溶液等體積混合，則溶液中N2H5+、Cl-、OH-、H+離子濃度由大到小的順序為：__________。

（6）肼-空氣燃料電池是一種堿性燃料電池，電解質(zhì)溶液是20%～30%的KOH溶液．肼-空氣燃料電池放電時，負極的電極反應式是                ，電池工作一段時間后，電解質(zhì)溶液的pH將        （填“增大”、“減小”、“不變”）。

 

Answer 1

（1）BC

（2）-1224.96

（3）13．3

（4）N2H4+H2O=N2H5++OH-；N2H5++H2O=N2H62++OH-

（5）c（N2H5+）＞c（Cl-）＞c（OH-）＞c（H+）

（6）N2H4+4OH--4e-=4H2O+N2   減少

【解析】（1）該反應是反應前后氣體體積減小的、放熱的可逆反應，要使該反應向正反應方向移動，可改變反應物的濃度、體系的壓強、溫度等。

減小N02的濃度，平衡向逆反應方向移動，NO2的轉(zhuǎn)化率降低，故A錯誤；

降低溫度，平衡向正反應方向移動，NO2的轉(zhuǎn)化率提高，故B正確；

增加NO2的濃度，相當于體系壓強增大，利于反應向正反應方向移動，NO2的轉(zhuǎn)化率提高，故C正確；

升高溫度，平衡向逆反應方向移動，NO2的轉(zhuǎn)化率降低，故D錯誤。

（2）1.00gN2H4（l）與足量N2O4（l）完全反應生成N2（g）和H2O（l），放出19.14kJ的熱量，則2molN2O4（l）的質(zhì)量為2mol×32g/mol=64g，放出熱量為19.14kJ×64=1224.96KJ的熱量。

（3）平衡時，c（NO2）=0.030 0mol?L-1、c（N2O4）=0.012 0mol?L-1

     反應2NO2（g）N2O4（g）的平衡常數(shù)

     k= c（N2O4）/c2（NO2）=0.012 0/0.030 02==13.3。

（4）肼易溶于水，它是與氨類似的弱堿，則電離生成OH-和陽離子，電離方程式為N2H4+H2O=N2H5++OH-；N2H5++H2O=N2H62++OH-。

（5）將0.2mol/L N2H4?H2O溶液與0.1mol/L HCl溶液等體積混合，得到等量的N2H4?H2O、N2H5C1，由相同條件下N2H4?H2O的電離程度大于N2H5C1的水解程度，則c（N2H5+）＞c（Cl-），又溶液顯堿性，即c（OH-）＞c（H+），電離、水解的程度都不大，所以c（N2H5+）＞c（Cl-）＞c（OH-）＞c（H+）。

（6）燃料電池中負極上投放的是燃料肼，負極上肼失電子和氫氧根離子反應生成水和氮氣，電極反應式為：N2H4+4OH--4e-=4H2O+N2；反應過程中生成水導致溶液中氫氧根離子濃度減小，所以溶液的pH值變小。