Question

（2012?山東）偏二甲肼與N₂O₄是常用的火箭推進(jìn)劑，二者發(fā)生如下化學(xué)反應(yīng)：
（CH₃）₂NNH₂（l）+2N₂O₄（l）═2CO₂（g）+3N₂（g）+4H₂O（g）　（Ⅰ）
（1）反應(yīng)（Ⅰ）中氧化劑是

N₂O₄

．
（2）火箭殘骸中�，F(xiàn)紅棕色氣體，原因?yàn)椋篘₂O₄（g）?2NO₂（g）�。á颍�
當(dāng)溫度升高時(shí)，氣體顏色變深，則反應(yīng)（Ⅱ）為

吸熱

（填“吸熱”或“放熱”）反應(yīng)．
（3）一定溫度下，反應(yīng)（Ⅱ）的焓變?yōu)椤鱄．現(xiàn)將1mol N₂O₄充入一恒壓密閉容器中，下列示意圖正確且能說明反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)的是

ad

．若在相同溫度下，上述反應(yīng)改在體積為1L的恒容密閉容器中進(jìn)行，平衡常數(shù)

不變

（填“增大”“不變”或“減小”），反應(yīng)3s后NO₂的物質(zhì)的量為0.6mol，則0～3s內(nèi)的平均反應(yīng)速率v（N₂O₄）=

0.1

 mol/（L?s）^-1．
（4）NO₂可用氨水吸收生成NH₄NO₃．25℃時(shí)，將a mol NH₄NO₃溶于水，溶液顯酸性，原因是

NH₄⁺+H₂O?NH₃?H₂O+H⁺

（用離子方程式表示）．向該溶液滴加b L 氨水后溶液呈中性，則滴加氨水的過程中水的電離平衡將

逆向

（填“正向”“不”或“逆向”）移動，所滴加氨水的濃度為

a

200b

mol?L^-1．（NH₃?H₂O的電離平衡常數(shù)取K_b=2×10^-5 mol?L^-1）

Answer 1

分析：（1）依據(jù)化學(xué)反應(yīng)前后元素化合價(jià)變化分析判斷，元素化合價(jià)降低的物質(zhì)做氧化劑；
（2）二氧化氮是紅棕色氣體，四氧化二氮?dú)怏w是無色氣體，依據(jù)平衡移動原理分析判斷；升高溫度，平衡向吸熱反應(yīng)方向移動；
（3）K=

c2(NO2)

c(N2O4)

；化學(xué)平衡常數(shù)只與溫度有關(guān)，與物質(zhì)的濃度無關(guān)，根據(jù)v=

△c

△t

計(jì)算NO₂的化學(xué)反應(yīng)速率，再根據(jù)同一反應(yīng)中、同一時(shí)間段內(nèi)反應(yīng)速率之比等于計(jì)量數(shù)之比計(jì)算，得到四氧化二氮的反應(yīng)速率v（N₂O₄）；
（4）依據(jù)銨根離子水解分析回答；依據(jù)同粒子效應(yīng)，一水合氨對銨根離子水解起到抑制作用；依據(jù)一水合氨的電離平衡常數(shù)計(jì)算得到氨水濃度．

解答：解：（1）反應(yīng)（I）中，N₂O₄（l）中N元素得電子化合價(jià)降低，所以N₂O₄（l）是氧化劑，故答案為：氧化劑；
（2）升高溫度，化學(xué)平衡向吸熱反應(yīng)方向移動，當(dāng)溫度升高時(shí)，氣體顏色變深，平衡向正反應(yīng)方向移動，所以正反應(yīng)是吸熱反應(yīng)，故答案為：吸熱；
（3）一定溫度下，反應(yīng)（Ⅱ）的焓變?yōu)椤鱄．現(xiàn)將1mol N₂O₄充入一恒壓密閉容器中；
a、密度等于質(zhì)量除以體積，平衡體系質(zhì)量不變，反應(yīng)體積增大，密度在反應(yīng)過程中不變，說明反應(yīng)達(dá)到平衡，故a符合；
b、反應(yīng)的焓變和反應(yīng)物與生成物能量總和之差計(jì)算，與平衡無關(guān)，故b不符合；
c、圖象制表示正反應(yīng)速率變化，不能證明正逆反應(yīng)速率相同，故c不符合；
d、N₂O₄（l）轉(zhuǎn)化率不變，證明反應(yīng)達(dá)到平衡，故d符合；
示意圖正確且能說明反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)的是ad；K=

c2(NO2)

c(N2O4)

，化學(xué)平衡常數(shù)只與溫度有關(guān)，與物質(zhì)的濃度無關(guān)，所以平衡常數(shù)K不變；v（NO₂）=

△c

△t

=

0.6mol 1L

3s

=0.2mol/L．s，則v（N₂O₄）=

1

2

v（NO₂）=0.1mol/L．s；
故答案為：ad；不變；0.1；
（4）NO₂可用氨水吸收生成NH₄NO₃．25℃時(shí)，將a mol NH₄NO₃溶于水，溶液顯酸性，是因?yàn)殇@根離子水解；反應(yīng)的離子方程式為：NH₄⁺+H₂O?NH₃?H₂O+H⁺；加入氨水溶液抑制銨根離子水解，平衡逆向進(jìn)行；將a mol NH₄NO₃溶于水，向該溶液滴加b L 氨水后溶液呈中性，依據(jù)電荷守恒計(jì)算可知，溶液中氫氧根離子濃度=10^-7mol/L，c（NH₄⁺）=c（NO₃^-）；NH₃?H₂O的電離平衡常數(shù)取K_b=2×10^-5 mol?L^-1，設(shè)混合后溶液體積為1L，（NH₄⁺）=c（NO₃^-）=amol/L；根據(jù)一水合氨電離平衡得到：NH₃?H₂O?NH₄⁺+OH^-，平衡常數(shù)K=

c(NH4+)c(OH-)

c(NH3?H2O)

=

amol/L×10-7mol/L

bL×c(NH3?H2O)mol/L

=2×10^-5 mol?L^-1，計(jì)算得到c（NH₃?H₂O）=

a

200b

mol/L，
故答案為：NH₄⁺+H₂O?NH₃?H₂O+H⁺；逆向；

a

200b

．

點(diǎn)評：本題考查了氧化還原反應(yīng)的概念判斷，化學(xué)平衡的影響因素分析，平衡標(biāo)志的判斷理解，平衡常數(shù)的影響因素和計(jì)算應(yīng)用，化學(xué)反應(yīng)速率的計(jì)算分析，弱電解質(zhì)溶液中的電離平衡的計(jì)算應(yīng)用，綜合性較大．