Question

【題目】肼(N2H4)是一種高能燃料，在工業生產中用途廣泛。

（1）肼(N2H4)也可與NO2發生反應，產物均不污染環境。請寫出反應方程式：____________________。

（2）肼性質與氨氣相似，易溶于水，可發生如下電離過程：

N2H4 + H2O N2H5+ + OH- I N2H5+ +H2O N2H62+ + OH- II

① 常溫下，某濃度N2H6Cl2溶液的pH為4，則該溶液中由水電離產生的c(H+)為__________。

② 已知在相同條件下過程I的進行程度大于N2H5+的水解程度。常溫下，若0.2 mol/L N2H4溶液與0.1 mol/L HCl溶液等體積混合，則此時溶液呈_________性，溶液中N2H5+、Cl-、OH-、H+、N2H4濃度由大到小的順序為___________________。

（3）肼和氧氣在不同溫度和催化劑條件下生成不同產物（如圖）：

溫度較低時主要發生反應a：N2H4(g)+O2(g)N2(g)+2H2O(g)

溫度較高時主要發生反應b：N2H4(g)+2O2(g)2NO(g)+2H2O(g)

①若反應b在1000℃時的平衡常數為K1，1100℃時的平衡常數為K2，則K1__________K2。（填“>”、“<”或“=”）

②某溫度下，容積固定的密閉容器中，下列描述可說明反應a達到平衡的是_______________。

A．v(N2)=v(N2H4)

B．c(N2H4):c(O2):c(N2)=1:1:1

C．混合氣體的密度不再改變

D．體系的壓強不再發生變化

E．混合氣體的平均相對分子質量不再發生變化

③1000℃，反應b達到平衡時，下列措施能使容器中變大的是_______。

A．恒容條件下充入He B．增大容器體積 C．恒容條件下下充入N2H4 D．使用催化劑

Answer 1

【答案】 2N2H4 + 2NO2 =3N2+ 4H2O 1×10-4 mol/L 堿性 c(N2H5+)>c(Cl–)> c(N2H4) >c(OH–)>c(H+) > DE BC

【解析】(1) 肼(N2H4)也可與NO2發生反應，產物均不污染環境，因此生成物是氮氣和水，反應的方程式為2N2H4 + 2NO2 =3N2+ 4H2O。（2）①常溫下，某濃度N2H6C12溶液的pH為4，由題意可知：在溶液中c(H+)=10-4mol/L，就是水電離產生的H+。則該溶液中由水電離產生的c(H+)為10-4mol/L。②常溫下，若0.2mol/L N2H4溶液與0.1 mol/L HCl溶液等體積混合，得到的是N2H5Cl與N2H4等濃度、等體積的混合溶液，由于在相同條件下過程I的進行程度大于N2H5+的水解程度，所以c(N2H5+)>c(Cl–)，水解使溶液顯堿性，所以c(OH–)>c(H+)，鹽的電離作用遠大于鹽電離產生的離子的水解作用，所以c(Cl–)>c(OH–)，離子濃度關系是：c(N2H5+)>c(Cl–)> c(N2H4) >c(OH–)>c(H+)。（3）①由圖像可知在溫度高于900℃時，溫度越高，達到平衡時NO的含量就越小。即升高溫度，平衡逆向移動。反應b在1000℃時的平衡常數為K1，1100℃時的平衡常數為K2，所以K1>K2。②A．由于在反應方程式中氮氣與肼的系數相同，所以在任何時候都存在：v(N2) = v(N2H4)，因此不能說明反應達到平衡，A錯誤。B．在方程式中這三種物質的系數相同，所以在任何時刻都存在關系：c(N2H4): c(O2):c( N2) = 1:1:1 ，因此不能說明反應達到平衡，B錯誤。C．密度是混合氣的質量和容器容積的比值，在反應過程中質量和容積始終是不變的，所以密度不再發生變化，不能說明反應達到平衡狀態，C錯誤。D．由于該反應是反應前后氣體體積不等的可逆反應，所以體系的壓強不再發生變化，證明反應達到了平衡狀態，D正確；E．由于反應前后氣體的質量不變，若混合氣體的平均相對分子質量不再發生變化，就證明混合氣體的物質的量不變，則該反應達到平衡狀態，E正確。答案選DE。③1000℃，反應b達到平衡時，能使容器中大，即使化學平衡正向移動。A．恒容條件下，充入He，由于反應混合物各組分的濃度不變，因此平衡不發生移動，A錯誤；B．增大容器體積，容器內氣體的壓強減小促使化學平衡正向移動， 大，B正確；C．恒容條件下，充人N2H4，即增大反應物的濃度，根據平衡移動原理，增大反應物的濃度，平衡正向移動， 大，C正確；D．使用催化劑能夠加快反應速率，縮短達到平衡所需要的時間，但是平衡不發生移動，因此不變，D錯誤。答案選BC。