Question

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

N₂O₄

．
（2）火箭殘骸中常現紅棕色氣體，原因為：N₂O₄（g）?2NO₂（g）　（Ⅱ）
當溫度升高時，氣體顏色變深，則反應（Ⅱ）為

吸熱

（填“吸熱”或“放熱”）反應．
（3）一定溫度下，反應（Ⅱ）的焓變為△H．現將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達到平衡狀態的是

ad

．若在相同溫度下，上述反應改在體積為1L的恒容密閉容器中進行，平衡常數

不變

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

0.1

 mol/（L?s）^-1．
（4）NO₂可用氨水吸收生成NH₄NO₃．25℃時，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的電離平衡常數取K_b=2×10^-5 mol?L^-1）

Answer 1

分析：（1）依據化學反應前后元素化合價變化分析判斷，元素化合價降低的物質做氧化劑；
（2）二氧化氮是紅棕色氣體，四氧化二氮氣體是無色氣體，依據平衡移動原理分析判斷；升高溫度，平衡向吸熱反應方向移動；
（3）K=

c2(NO2)

c(N2O4)

；化學平衡常數只與溫度有關，與物質的濃度無關，根據v=

△c

△t

計算NO₂的化學反應速率，再根據同一反應中、同一時間段內反應速率之比等于計量數之比計算，得到四氧化二氮的反應速率v（N₂O₄）；
（4）依據銨根離子水解分析回答；依據同粒子效應，一水合氨對銨根離子水解起到抑制作用；依據一水合氨的電離平衡常數計算得到氨水濃度．

解答：解：（1）反應（I）中，N₂O₄（l）中N元素得電子化合價降低，所以N₂O₄（l）是氧化劑，故答案為：氧化劑；
（2）升高溫度，化學平衡向吸熱反應方向移動，當溫度升高時，氣體顏色變深，平衡向正反應方向移動，所以正反應是吸熱反應，故答案為：吸熱；
（3）一定溫度下，反應（Ⅱ）的焓變為△H．現將1mol N₂O₄充入一恒壓密閉容器中；
a、密度等于質量除以體積，平衡體系質量不變，反應體積增大，密度在反應過程中不變，說明反應達到平衡，故a符合；
b、反應的焓變和反應物與生成物能量總和之差計算，與平衡無關，故b不符合；
c、圖象制表示正反應速率變化，不能證明正逆反應速率相同，故c不符合；
d、N₂O₄（l）轉化率不變，證明反應達到平衡，故d符合；
示意圖正確且能說明反應達到平衡狀態的是ad；K=

c2(NO2)

c(N2O4)

，化學平衡常數只與溫度有關，與物質的濃度無關，所以平衡常數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，將a mol NH₄NO₃溶于水，溶液顯酸性，是因為銨根離子水解；反應的離子方程式為：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，依據電荷守恒計算可知，溶液中氫氧根離子濃度=10^-7mol/L，c（NH₄⁺）=c（NO₃^-）；NH₃?H₂O的電離平衡常數取K_b=2×10^-5 mol?L^-1，設混合后溶液體積為1L，（NH₄⁺）=c（NO₃^-）=amol/L；根據一水合氨電離平衡得到：NH₃?H₂O?NH₄⁺+OH^-，平衡常數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，計算得到c（NH₃?H₂O）=

a

200b

mol/L，
故答案為：NH₄⁺+H₂O?NH₃?H₂O+H⁺；逆向；

a

200b

．

點評：本題考查了氧化還原反應的概念判斷，化學平衡的影響因素分析，平衡標志的判斷理解，平衡常數的影響因素和計算應用，化學反應速率的計算分析，弱電解質溶液中的電離平衡的計算應用，綜合性較大．