Question

N₂H₄通常用作火箭的高能燃料，N₂O₄做氧化劑．請回答下列問題
已知：
①N₂（g）+2O₂（g）═2NO₂（g）△H=+akJ/mol
②N₂H₄（g）+O₂（g）═N₂（g）+2H₂O（g）△H=-b  kJ/mol
③2NO₂（g?N₂O₄（g）△H=-ckJ/mol
寫出氣態(tài)肼在氣態(tài)四氧化二氮中燃燒生成氮氣和氣態(tài)水的熱化學方程式

 

（2）工業(yè)上常用次氯酸鈉與過量的氨氣反應制各肼，該反應的化學方程式為

 

（3）N₂、H₂合成氨氣為放熱反應．800K時向下列起始體積相同的密閉容器中充入1mol N₂、3molH₂，如圖1，甲容器在反應過程中保持壓強不變，乙容器保持體積不變，丙是絕熱容器，三容器各自建立化學平衡．
①達到平衡時，平衡常數(shù)K_甲

 

K_乙

 

K_丙（填“＞”“＜”或“=”）
②達到平衡時N₂的濃度c（N₂）_甲

 

c（N₂）_乙

 

_丙（填“＞”“＜”或“=”）
③對甲、乙、丙三容器的描述，以下說法正確的是

 

A、乙容器氣體密度不再變化時，說明此反應已達到平衡狀態(tài)
B、在甲中充入稀有氣體He，化學反應速率加快
C、向甲容器中沖入氨氣，正向速率減小，逆向速率增大
D、丙容器溫度不再變化時說明已達平衡狀態(tài)
（4）氨氣通入如圖2電解裝置可以輔助生產(chǎn)NH₄NO₃該電解池的陰極反應式為

 

．
（5）在20mL 0.2mol/L的NH4N03溶液中加入10mL 0.2mol/L NaOH溶液后顯堿性，溶液中所有離子濃度大小關系為

 

．

Answer 1

考點：用蓋斯定律進行有關反應熱的計算,原電池和電解池的工作原理,化學平衡的影響因素,離子濃度大小的比較

專題：化學反應中的能量變化,化學平衡專題,電化學專題

分析：（1）根據(jù)蓋斯定律進行計算，書寫熱化學方程式；
（2）次氯酸鈉與過量的氨氣反應制備肼，依據(jù)原子守恒寫出化學方程式；
（3）①甲乙容器溫度不變，平衡常數(shù)不變，丙容器絕熱，溫度升高平衡逆向進行，平衡常數(shù)減小；
②乙容器保持體積不變，隨著反應的進行，壓強減小，甲容器在反應過程中保持壓強不變，故甲對于乙來說，相當于增大壓強，平衡正向移動；丙容器絕熱，溫度升高平衡逆向進行；
③A．密度=

總質(zhì)量

體積

，總質(zhì)量一定，體積一定，故乙容器氣體密度不再變化時，不能說明此反應已達到平衡狀態(tài)；
B．在甲中充入稀有氣體He，體積增大，原體系的壓強減小，化學反應速率減慢；
C．向甲容器中沖入氨氣，體積增大，氫氣和氮氣的濃度減小，氨氣的濃度增大，故正向速率減小，逆向速率增大；
D．丙容器絕熱，故丙容器溫度不再變化時說明已達平衡狀態(tài)；
（4）電解NO制備NH₄NO₃，陰極反應為：NO+5e^-+6H⁺=NH₄⁺+H₂O；
（5）在20mL 0.2mol/L的NH₄N0₃溶液中加入10mL 0.2mol/L NaOH溶液后顯堿性，
NH₄N0₃與氫氧化鈉反應生成硝酸鈉和一水合氨，所得溶液的溶質(zhì)為等物質(zhì)的量濃度的硝酸銨、硝酸鈉和一水合氨，溶液顯堿性，說明一水合氨的電離大于硝酸銨的水解，依此判斷離子濃度大小關系．

解答： 解：（1）由①N₂（g）+2O₂（g）═2NO₂（g）△H=+akJ/mol
②N₂H₄（g）+O₂（g）═N₂（g）+2H₂O（g）△H=-b  kJ/mol
③2NO₂（g?N₂O₄（g）△H=-ckJ/mol
根據(jù)蓋斯定律可知②×2-①-③得2N₂H₄（g）+N₂O₄（g）=3N₂（g）+4H₂O（g），△H=-（a-c+2b）kJ/mol，
故答案為：2N₂H₄（g）+N₂O₄（g）=3N₂（g）+4H₂O（g），△H=-（a-c+2b）kJ/mol；
（2）次氯酸鈉與過量的氨氣反應制備肼，依據(jù)原子守恒寫出化學方程式為：NaClO+2NH₃=N₂H₄+NaCl+H₂O，
故答案為：NaClO+2NH₃=N₂H₄+NaCl+H₂O；
（3）①甲乙容器溫度不變，平衡常數(shù)不變，丙容器絕熱，溫度升高平衡逆向進行，平衡常數(shù)減小，故K_甲=K_乙＞K_丙；
故答案為：=，＞；
②甲容器在反應過程中保持壓強不變，故容器體積減小，氮氣的濃度增大；乙容器保持體積不變，隨著反應的進行，壓強減��；丙容器絕熱，溫度升高平衡逆向進行，故達到平衡時N₂的濃度c（N₂）_甲＞c（N₂）_乙＜c（N₂）_丙，
故答案為：＞，＜；
③A．密度=

總質(zhì)量

體積

，總質(zhì)量一定，體積一定，故乙容器氣體密度不再變化時，不能說明此反應已達到平衡狀態(tài)，故A錯誤；
B．在甲中充入稀有氣體He，體積增大，原體系的壓強減小，化學反應速率減慢，故B錯誤；
C．向甲容器中沖入氨氣，體積增大，氫氣和氮氣的濃度減小，氨氣的濃度增大，故正向速率減小，逆向速率增大，故C正確；
D．丙容器絕熱，故丙容器溫度不再變化時說明已達平衡狀態(tài)，故D正確；
故答案為：CD；
（4）電解NO制備NH₄NO₃，陽極反應為NO-3e^-+2H₂O=NO₃^-+4H⁺，陰極反應為：NO+5e^-+6H⁺=NH₄⁺+H₂O，
故答案為：NO+5e^-+6H⁺=NH₄⁺+H₂O；
（5）在20mL 0.2mol/L的NH₄N0₃溶液中加入10mL 0.2mol/L NaOH溶液后顯堿性，NH₄N0₃與氫氧化鈉反應生成硝酸鈉和一水合氨，所得溶液的溶質(zhì)為等物質(zhì)的量濃度的硝酸銨、硝酸鈉和一水合氨，溶液顯堿性，說明一水合氨的電離大于硝酸銨的水解，故離子濃度大小關系為c（NO₃^-）＞c（NH₄⁺）＞c（Na⁺）＞c（OH^-）＞c（H⁺），
故答案為：c（NO₃^-）＞c（NH₄⁺）＞c（Na⁺）＞c（OH^-）＞c（H⁺）．

點評：本題考查的知識點較多，涉及蓋斯定律的應用、化學方程式和電極反應式的書寫、化學反應速率和化學平衡的相關知識、以及離子濃度的比較，難度較大．側(cè)重考查學生的綜合能力．