Question

氮元素有著多變價態(tài)和種類繁多的化合物，它們在工農(nóng)業(yè)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)系如下表：

T	298K	398K	498K	…
K	4.1×106	K1	K2	…

①比較K₁、K₂的大�。篕₁

＞

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_正（H₂）=3v_逆（NH₃）    b．v_正（N₂）=3v_逆（H₂）
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若維持容器的體積不變，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

不變

（填“增大”、“減小”或“不變”）；平衡向

正反應(yīng)

方向移動．
④已知AgCl可溶于氨水中，而AgBr不溶于氨水中，則K_sp（AgCl）

＞

 K_sp（AgBr）．
（2）肼是氮元素的另一種氫化物，分子式為N₂H₄．
①寫出肼的電子式

，它屬于

極

性分子．
②298K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=-1225.6 kJ/mol

．
③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(fù)極反應(yīng)式

N₂H₄-4e^-═N₂+4H⁺

．

Answer 1

分析：（1）①根據(jù)反應(yīng)放熱，溫度升高，平衡向著逆向移動進行判斷；
②達到平衡狀態(tài)，各組分濃度不變，正逆反應(yīng)速率相等進行判斷；
③根據(jù)生成物的濃度是否變化進行分析反應(yīng)速率變化；氮氣濃度增大，平衡向著正向移動；
④根據(jù)溶度積越大，溶解度越小進行判斷；
（2）①肼屬于共價化合物，根據(jù)共價化合物的電子式書寫方法完成；肼有極性鍵構(gòu)成，分子結(jié)構(gòu)不能夠抵消鍵的極性；
②先配平肼與足量的N₂O₄（l）完全反應(yīng)生成氮氣和水的化學(xué)方程式，然后根據(jù)298K時，1.00g N₂H₄（l）完全反應(yīng)放出的熱量寫出熱化學(xué)方程式；
③根據(jù)負(fù)極失去電子發(fā)生氧化反應(yīng)寫出電極反應(yīng)．

解答：解：（1）①N₂（g）+3H₂（g）?2NH₃（g）△H＜0，反應(yīng)為放熱反應(yīng)，溫度升高，化學(xué)平衡向著逆向移動，氨氣濃度減小，氮氣、氫氣濃度增大，平衡常數(shù)減小，所以K₁＞K₂，
故答案為：＞；
②a．2v_正（H₂）=3v_逆（NH₃），表示正逆反應(yīng)速率相等，達到了平衡狀態(tài)，故a正確；
b．v_正（N₂）=3v_逆（H₂），表示的是正反應(yīng)速率和逆反應(yīng)速率，但是不符合化學(xué)計量數(shù)關(guān)系，所以正逆反應(yīng)速率不相等，沒有達到平衡狀態(tài)，故b錯誤；
c．容器內(nèi)壓強保持不變，該反應(yīng)兩邊氣體的化學(xué)計量數(shù)之和不相等，氣體的物質(zhì)的量是個變量，而容器容積固定，所以壓強不變，說明正逆反應(yīng)速率相等，達到了平衡狀態(tài)，故c正確；
d．混合氣體的平均摩爾質(zhì)量保持不變，反應(yīng)方程式兩邊都是氣體，所以氣體的質(zhì)量不變，而方程式兩邊氣體的體積不相等，所以氣體的物質(zhì)的量是個變量，氣體的平均摩爾質(zhì)量不變，說明正逆反應(yīng)速率相等，達到了平衡狀態(tài)，故d正確；
故答案為：acd；
③若維持容器的體積不變，達到平衡狀態(tài)后再向容器中通入一定量的N₂，此時氨氣的濃度不變，所以逆反應(yīng)速率不變；氮氣濃度增大，平衡向著氮氣濃度減小的反應(yīng)一定即平衡向著正向移動，
故答案為：不變；正反應(yīng)；
④已知AgCl可溶于氨水中，而AgBr不溶于氨水中，溶解度越大，溶度積越大，所以氯化銀的溶度積大于溴化銀的溶度積，
故答案為：＞；
（2）①N₂H₄為共價化合物，結(jié)合氨氣的電子式，N₂H₄電子式為：，肼分子中共價鍵屬于極性鍵，正負(fù)電荷的重心不重合，屬于極性分子，
故答案為：；極；
②N₂H₄（l）與足量的N₂O₄（l）完全反應(yīng)生成氮氣和水，根據(jù)化合價升降相等配平為：2N₂H₄（l）+N₂O₄（l）═3N₂（g）+4H₂O（l），2mol肼的質(zhì)量為64g，放出的熱量為1225.6kJ，反應(yīng)的熱化學(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；
③利用肼在純氧中燃燒生成氮氣和水設(shè)計成原電池，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)，負(fù)極失去電子被氧化，所以負(fù)極反應(yīng)為肼失去電子被氧化成氮氣，電極反應(yīng)為：N₂H₄-4e^-═N₂+4H⁺，
故答案為：N₂H₄-4e^-═N₂+4H⁺．

點評：本題考查了化學(xué)平衡常數(shù)、化學(xué)平衡狀態(tài)的判斷、電子式書寫、熱化學(xué)方程式書寫、電極反應(yīng)等知識，涉及的題量相當(dāng)大，濃度中等，充分考查了學(xué)生的分析、理解能力．