Question

12．氮元素有著多變價態(tài)和種類繁多的化合物，因在生產(chǎn)、生活中發(fā)揮著重要的作用．完成下列問題：
（1）在一密閉容器中，進行如下化學(xué)反應(yīng)：
N₂（g）+3H₂（g）?2NH₃（g）△H＜0，其化學(xué)平衡常數(shù)K與溫度T的關(guān)系如表：

T	298K	398K	498K	…
K	4.1×106	K1	K2	…

①比較K₁、K₂的大小：K₁＞K₂（填“＞”、“=”或“＜”）．
②若保持容器的容積不變，則該反應(yīng)達到化學(xué)平衡狀態(tài)的依據(jù)是acd（填序號）．
a．2v（H₂）_正=3v（NH₃）_逆            b．v（N₂）_正=3v（H₂）_逆
c．容器內(nèi)壓強保持不變        d．混合氣體的平均摩爾質(zhì)量保持不變
③若維持容器的壓強不變，達到平衡狀態(tài)后再向容器中通入一定量的N₂，此時逆反應(yīng)速率減�。ㄌ睢霸龃蟆薄ⅰ皽p小”或“不變”）；平衡常數(shù)不變．（填“增大”、“減小”或“不變”）
（ 2 ）肼是氮元素的另一種氫化物，分子式為N₂H₄．
①298K時，1.00g N₂H₄（l）與足量的N₂O₄（l）完全反應(yīng)生成氮氣和水，放出19.15kJ的熱量．寫該反應(yīng)的熱化學(xué)方程式2N₂H₄（l）+N₂O₄（l）=3N₂（g）+4H₂O（l）△H=-1225.6kJ/mol．
②肼也可以在純氧中燃燒生成氮氣和水，為了充分利用其能量有人設(shè)計了原電池裝置，電極材料是多孔石墨電極，電解質(zhì)為能夠傳導(dǎo)H⁺的固體電解質(zhì)，請寫出負極反應(yīng)式N₂H₄-4e^-=N₂+4H⁺．

Answer 1

分析 （1）①△H＜0，為放熱反應(yīng)，溫度越高，K越小；
②結(jié)合平衡的特征“等、定”判定；
③維持容器的壓強不變，達到平衡狀態(tài)后再向容器中通入一定量的N₂，體積增大，則壓強減��；平衡常數(shù)K只與溫度有關(guān)；
（2）①1.00g N₂H₄（l）與足量的N₂O₄（l）完全反應(yīng)生成氮氣和水，放出19.15kJ的熱量，則2mol  N₂H₄（l）與足量的N₂O₄（l）完全反應(yīng)生成氮氣和水，放出熱量為19.15kJ×64=1225.6kJ；
②肼也可以在純氧中燃燒生成氮氣和水，設(shè)計成原電池時，負極上肼失去電子生成單質(zhì)．

解答 解：①△H＜0，為放熱反應(yīng)，溫度越高，K越小，則K₁＞K₂，故答案為：＞；
②a．2v（H₂）_正=3v（NH₃）_逆，可知正逆反應(yīng)速率相等，為平衡狀態(tài)，故選；  
b．v（N₂）_正=3v（H₂）_逆，正逆反應(yīng)速率之比不等于化學(xué)計量數(shù)之比，不是平衡狀態(tài)，故不選；
c．該反應(yīng)為氣體體積不等的反應(yīng)，則容器內(nèi)壓強保持不變，為平衡狀態(tài)，故選；        
d．質(zhì)量不變，物質(zhì)的量為變量，則混合氣體的平均摩爾質(zhì)量保持不變，為平衡狀態(tài)，故選；
故答案為：acd；
③維持容器的壓強不變，達到平衡狀態(tài)后再向容器中通入一定量的N₂，體積增大，則壓強減小，此時逆反應(yīng)速率減小，但溫度不變，則平衡常數(shù)K不變，
故答案為：減小；不變；
（2）①1.00g N₂H₄（l）與足量的N₂O₄（l）完全反應(yīng)生成氮氣和水，放出19.15kJ的熱量，則2mol  N₂H₄（l）與足量的N₂O₄（l）完全反應(yīng)生成氮氣和水，放出熱量為19.15kJ×64=1225.6kJ，則熱化學(xué)方程式為2N₂H₄（l）+N₂O₄（l）=3N₂（g）+4H₂O（l）△H=-1225.6 kJ/mol，
故答案為：2N₂H₄（l）+N₂O₄（l）=3N₂（g）+4H₂O（l）△H=-1225.6 kJ/mol；
②肼也可以在純氧中燃燒生成氮氣和水，設(shè)計成原電池時，負極上肼失去電子生成單質(zhì)，電解質(zhì)為能夠傳導(dǎo)H⁺的固體電解質(zhì)，負極反應(yīng)為N₂H₄-4e^-=N₂+4H⁺，
故答案為：N₂H₄-4e^-=N₂+4H⁺．

點評 本題考查化學(xué)平衡的計算，為高頻考點，把握K與溫度的關(guān)系、平衡判定、熱化學(xué)方程式及電極反應(yīng)為解答的關(guān)鍵，側(cè)重分析與計算能力的考查，注意K只與溫度有關(guān)，綜合性較強，題目難度不大．