Question

（15分）工業(yè)上利用N₂和H₂可以合成NH₃，NH₃又可以進一步制備聯(lián)氨（N₂H₄）等。
（1）火箭常用N₂H₄作燃料，N₂O₄作氧化劑。已知：
N₂（g） + 2O₂（g）＝2NO₂（g）                                   △H = +67．7 kJ·mol^－1
N₂H₄（g） + O₂（g）＝N₂（g） + 2H₂O（g）     △H =－534．0 kJ·mol^－1
NO₂（g）1/2N₂O₄（g）                                      △H =－26．35 kJ·mol^－1
試寫出氣態(tài)聯(lián)氨在氣態(tài)四氧化二氮中燃燒生成氮氣和氣態(tài)水的熱化學方程式：                                  。
（2）聯(lián)氨——空氣燃料電池是一種堿性燃料電池，電解質溶液是20％～30％的氫氧化鉀溶液。該電池放電時，正極的電極反應式為　　      。
（3）在300℃時，改變起始反應物中氫氣的物質的量對反應N₂（g） + 3H₂（g） 2NH₃（g） △H＜0的影響如圖所示。

①請在圖中畫出400℃時對應的圖像。
②在a、b、c三點中，H₂ 的轉化率最高的是　　         （填字母）。
（4）硝酸工業(yè)生產(chǎn)中的尾氣可用純堿溶液吸收，有關的化學反應為：
2NO₂+Na₂CO₃=NaNO₂+NaNO₃+CO₂             NO+NO₂+Na₂CO₃=2NaNO₂+CO₂
若在標準狀況下有NO、NO₂的混合氣體（不考慮N₂O₄）恰好與50mL 1．0 mol·L^-1的Na₂CO₃溶液反應完全，且生成NaNO₂和NaNO₃的物質的量的比為4：1，則在混合氣體中NO氣體的體積分數(shù)為多少?（請寫出計算過程）

Answer 1

（共15分）
（1）2N₂H₄(g) + N₂O₄ (g)＝3N₂(g) + 4H₂O(g) △H = －1083.0 kJ·mol^－1（3分）
（2）O₂ + 4e^－+ 2H₂O＝4OH^－（2分）
（3）①（2分）      ② a（2分）
（4）30％（6分）

（1）根據(jù)蓋斯定律可知②×2－（①＋③×2），即得到反應2N₂H₄(g) + N₂O₄ (g)＝3N₂(g) + 4H₂O(g)，所以該反應的反應熱△H =－534．0 kJ·mol^－1×2－67．7 kJ·mol^－1＋26．35kJ·mol^－1×2＝－1083.0 kJ·mol^－1。
（2）原電池中負極失去電子，正極得到電子，所以正極是氧氣得到電子。由于電解質是氫氧化鉀，所以正極電極反應式是O₂ + 4e^－+ 2H₂O＝4OH^－。
（3）①升高溫度。反應速率增大，到達平衡的時間減少。但由于正反應是放熱反應，所以升高溫度，氨氣的含量是降低的，因此圖像是。
②增大氫氣的濃度，平衡向正反應方向移動，但氫氣的轉化率是降低的，所以圖像中轉化率最高的應該是a點。
（4）由反應的轉化關系式可知，反應過程中鈉原子是守恒的，所以如果設NaNO₂和和NaNO₃的物質的量分別為4a mol和a mol，則4a+a=50mL×10^-3mL?L^-1×1．0 mol?L^-1×2，解得：a=0．02 mol，所以NO、NO₂的物質的量分別是：0．03 mol、0．07 mol，因此NO所占的體積分數(shù)為30％。