Question

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______．
（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______（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______．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______（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）=______ mol/（L?s）^-1．
（4）NO₂可用氨水吸收生成NH₄NO₃．25℃时，将a mol NH₄NO₃溶于水，溶液显酸性，原因是______（用离子方程式表示）．向该溶液滴加b L 氨水后溶液呈中性，则滴加氨水的过程中水的电离平衡将______（填“正向”“不”或“逆向”）移动，所滴加氨水的浓度为______mol?L^-1．（NH₃?H₂O的电离平衡常数取K_b=2×10^-5 mol?L^-1）

Answer 1

（1）反应（I）中，N₂O₄（l）中N元素得电子化合价降低，所以N₂O₄（l）是氧化剂，故答案为：氧化剂；
（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，故答案为：吸热；
（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；
a、密度等于质量除以体积，平衡体系质量不变，反应体积增大，密度在反应过程中不变，说明反应达到平衡，故a符合；
b、反应的焓变和反应物与生成物能量总和之差计算，与平衡无关，故b不符合；
c、图象制表示正反应速率变化，不能证明正逆反应速率相同，故c不符合；
d、N₂O₄（l）转化率不变，证明反应达到平衡，故d符合；
示意图正确且能说明反应达到平衡状态的是ad；K=

c2(NO2)

c(N2O4)

，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；v（NO₂）=

△c

△t

=

0.6mol 1L

3s

=0.2mol/L．s，则v（N₂O₄）=

1

2

v（NO₂）=0.1mol/L．s；
故答案为：ad；不变；0.1；
（4）NO₂可用氨水吸收生成NH₄NO₃．25℃时，将a mol NH₄NO₃溶于水，溶液显酸性，是因为铵根离子水解；反应的离子方程式为：NH₄⁺+H₂O?NH₃?H₂O+H⁺；加入氨水溶液抑制铵根离子水解，平衡逆向进行；将a mol NH₄NO₃溶于水，向该溶液滴加b L 氨水后溶液呈中性，溶液中氢氧根离子浓度=10^-7mol/L；NH₃?H₂O的电离平衡常数取K_b=2×10^-5 mol?L^-1，设混合后溶液体积为1L，根据一水合氨电离平衡得到：NH₃?H₂O?NH₄⁺+OH^-，平衡常数K=

c(NH4+)c(OH-)

c(NH3?H2O)

=

bmol/L×10-7mol/L

b×c(NH3?H2O)mol/L

=2×10^-5 mol?L^-1，计算得到c（NH₃?H₂O）=

a

200b

mol/L，
故答案为：NH₄⁺+H₂O?NH₃?H₂O+H⁺；逆向；

a

200b

．