Question

聯氨（N₂H₄）及其衍生物是一類重要的火箭燃料。N₂H₄與N₂O₄反應能放出大量的熱。
（1）已知：2NO₂（g）N₂O₄（g） △H=-57.20kJ·mol^-1。一定溫度下，在密閉容器中此反應達到平衡。 其他條件不變時，下列措施不能使NO₂轉化率提高的是            

A．減少NO2的濃度

B．降低溫度

C．增加NO2的濃度

D．升高溫度

（2）25℃時，1.00gN₂H₄（l）與足量N₂O₄（l）完全反應生成N₂（g）和H₂O（l），放出19.14kJ的熱量。則反應2N₂H₄（l）+N₂O₄（l）=3N₂（g）+4H₂O（l）的△H=       kJ·mol^-1。
（3）17℃、1.01×105Pa，密閉容器中N₂O₄和NO₂的混合氣體達到平衡時，c（NO₂）="0.0300" mol·L^-1、c（N₂O₄）="0.0120" mol·L^-1。計算反應2NO₂（g）N₂O₄（g）的平衡常數K=      。
（4）肼易溶于水，它是與氨類似的弱堿，用電離方程式表示肼的水溶液顯堿性的原因        。
（5）已知在相同條件下N₂H₄?H₂O的電離程度大于N₂H₅C1的水解程度。常溫下，若將0.2mol/L N₂H₄?H₂O溶液與0.1mol/L HCl溶液等體積混合，則溶液中N₂H₅⁺、Cl^-、OH^-、H⁺離子濃度由大到小的順序為：__________。
（6）肼-空氣燃料電池是一種堿性燃料電池，電解質溶液是20%～30%的KOH溶液．肼-空氣燃料電池放電時，負極的電極反應式是                ，電池工作一段時間后，電解質溶液的pH將        （填“增大”、“減小”、“不變”）。

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  減少

（1）該反應是反應前后氣體體積減小的、放熱的可逆反應，要使該反應向正反應方向移動，可改變反應物的濃度、體系的壓強、溫度等。
減小N0₂的濃度，平衡向逆反應方向移動，NO₂的轉化率降低，故A錯誤；
降低溫度，平衡向正反應方向移動，NO2的轉化率提高，故B正確；
增加NO₂的濃度，相當于體系壓強增大，利于反應向正反應方向移動，NO₂的轉化率提高，故C正確；
升高溫度，平衡向逆反應方向移動，NO2的轉化率降低，故D錯誤。
（2）1.00gN₂H₄（l）與足量N₂O₄（l）完全反應生成N₂（g）和H₂O（l），放出19.14kJ的熱量，則2molN₂O₄（l）的質量為2mol×32g/mol=64g，放出熱量為19.14kJ×64=1224.96KJ的熱量。
（3）平衡時，c（NO₂）=0.030 0mol?L^-1、c（N₂O₄）=0.012 0mol?L^-1
反應2NO₂（g）N₂O₄（g）的平衡常數
k= c（N₂O₄）/c²（NO₂）=0.012 0/0.030 0²==13.3。
（4）肼易溶于水，它是與氨類似的弱堿，則電離生成OH^-和陽離子，電離方程式為N₂H₄+H₂O=N₂H₅⁺+OH^-；N₂H₅⁺+H₂O=N₂H₆²⁺+OH^-。
（5）將0.2mol/L N2H4?H2O溶液與0.1mol/L HCl溶液等體積混合，得到等量的N₂H₄?H₂O、N₂H₅C1，由相同條件下N₂H₄?H₂O的電離程度大于N₂H₅C1的水解程度，則c（N₂H₅⁺）＞c（Cl-），又溶液顯堿性，即c（OH^-）＞c（H⁺），電離、水解的程度都不大，所以c（N₂H₅⁺）＞c（Cl^-）＞c（OH^-）＞c（H⁺）。
（6）燃料電池中負極上投放的是燃料肼，負極上肼失電子和氫氧根離子反應生成水和氮氣，電極反應式為：N₂H₄+4OH^--4e^-=4H₂O+N₂；反應過程中生成水導致溶液中氫氧根離子濃度減小，所以溶液的pH值變小。