Question

联氨（N2H4）及其衍生物是一类重要的火箭燃料。N2H4与N2O4反应能放出大量的热。

（1）已知：2NO2（g）N2O4（g）  △H=-57.20kJ·mol-1。一定温度下，在密闭容器中此反应达到平衡。 其他条件不变时，下列措施不能使NO2转化率提高的是            

    A．减少NO2的浓度    B．降低温度    C．增加NO2的浓度   D．升高温度

（2）25℃时，1.00gN2H4（l）与足量N2O4（l）完全反应生成N2（g）和H2O（l），放出19.14kJ的热量。则反应2N2H4（l）+N2O4（l）=3N2（g）+4H2O（l）的△H=       kJ·mol-1。

（3）17℃、1.01×105Pa，密闭容器中N2O4和NO2的混合气体达到平衡时，c（NO2）=0.0300 mol·L-1、c（N2O4）=0.0120 mol·L-1。计算反应2NO2（g）N2O4（g）的平衡常数K=       。

（4）肼易溶于水，它是与氨类似的弱碱，用电离方程式表示肼的水溶液显碱性的原因        。

（5）已知在相同条件下N2H4?H2O的电离程度大于N2H5C1的水解程度。常温下，若将0.2mol/L N2H4?H2O溶液与0.1mol/L HCl溶液等体积混合，则溶液中N2H5+、Cl-、OH-、H+离子浓度由大到小的顺序为：__________。

（6）肼-空气燃料电池是一种碱性燃料电池，电解质溶液是20%～30%的KOH溶液．肼-空气燃料电池放电时，负极的电极反应式是                ，电池工作一段时间后，电解质溶液的pH将        （填“增大”、“减小”、“不变”）。

 

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   减少

【解析】（1）该反应是反应前后气体体积减小的、放热的可逆反应，要使该反应向正反应方向移动，可改变反应物的浓度、体系的压强、温度等。

减小N02的浓度，平衡向逆反应方向移动，NO2的转化率降低，故A错误；

降低温度，平衡向正反应方向移动，NO2的转化率提高，故B正确；

增加NO2的浓度，相当于体系压强增大，利于反应向正反应方向移动，NO2的转化率提高，故C正确；

升高温度，平衡向逆反应方向移动，NO2的转化率降低，故D错误。

（2）1.00gN2H4（l）与足量N2O4（l）完全反应生成N2（g）和H2O（l），放出19.14kJ的热量，则2molN2O4（l）的质量为2mol×32g/mol=64g，放出热量为19.14kJ×64=1224.96KJ的热量。

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

     反应2NO2（g）N2O4（g）的平衡常数

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

（4）肼易溶于水，它是与氨类似的弱碱，则电离生成OH-和阳离子，电离方程式为N2H4+H2O=N2H5++OH-；N2H5++H2O=N2H62++OH-。

（5）将0.2mol/L N2H4?H2O溶液与0.1mol/L HCl溶液等体积混合，得到等量的N2H4?H2O、N2H5C1，由相同条件下N2H4?H2O的电离程度大于N2H5C1的水解程度，则c（N2H5+）＞c（Cl-），又溶液显碱性，即c（OH-）＞c（H+），电离、水解的程度都不大，所以c（N2H5+）＞c（Cl-）＞c（OH-）＞c（H+）。

（6）燃料电池中负极上投放的是燃料肼，负极上肼失电子和氢氧根离子反应生成水和氮气，电极反应式为：N2H4+4OH--4e-=4H2O+N2；反应过程中生成水导致溶液中氢氧根离子浓度减小，所以溶液的pH值变小。