Question

6．發(fā)射航天火箭常用肼（N₂H₄）與N₂O₄作燃料與助燃剎．
（1）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N₂H₄+H₂O?N₂H⁺₅+OH^-．
（2）已知：2N₂H₄ （1）+N₂O₄ （1）═3N₂（g）+4H₂O（1）△H=-1225kJ•mol^-1
斷開1mol下列化學鍵吸收的能量分別為：N-H：390kJ  N-N：190kJ  N≡N：946kJ  O-H：460kJ．
則使1mol N₂O₄ （1）分子中化學鍵完全斷裂時需要吸收的能量是1793kJ
（3）已知N₂O₄ （1）?2NO₂（g）△H=+57.20kJ•mol^-1，t℃時，將一定量的NO₂、N₂O₄充入一個容積為2L的恒容密閉容器中，濃度隨時間變化關系如表所示：

時間/min	0	5	10	15	20	25	30
c（X）/mol•L-1	0.2	c	0.6	0.6	1.0	c1	c1
c（YX）/mol•L-1	0.6	c	0.4	0.4	0.4	c2	c2

①c（X）代表NO₂（填化學式）的濃度，該反應的平衡常數K=0.9；
②前10min內用NO₂表示的反應速率為0.04mol/（L．min），20min時改變的條件是增大NO₂的濃度；重新達到平衡時，NO₂的百分含量b（填序號）
a．增大    b．減小    C．不變   d．無法判斷
（4）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0.2mo1•L^-1N₂H₄•H₂O溶液與0.1mol•L^-1HCl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c（N₂H₅⁺）＞c（Cl^-）＞c（OH^-）＞c（H⁺）．

Answer 1

分析 （1）N₂H₄結合H₂O電離的氫離子使溶液呈堿性；
（2）反應熱=反應物總鍵能-生成物總鍵能；
（3）①X、Y的起始濃度分別為0.2mol/L、0.6mol/L，前10min內，X濃度增大了0.4mol/L、Y的濃度減小0.2mol/L，由于NO₂、N₂O₄與按物質的量2：1反應，則X為NO₂、Y為N₂O₄；平衡常數K=$\frac{{c}^{2}（N{O}_{2}）}{c（{N}_{2}{O}_{4}）}$，代入物質的濃度計算；
②根據v=$\frac{△c}{△t}$計算v（NO₂）；20min時，Y（N₂O₄）的濃度不變，X（NO₂）的濃度增大，改變的條件應是增大NO₂的濃度，等效為增大壓強，平衡向生成N₂O₄的向逆反應進行，減少2molNO₂的同時混合氣體總物質的量減小1mol，則混合氣體中NO₂的百分含量減��；
（4）若將0.2mo1•L^-1N₂H₄•H₂O溶液與0.1mol•L^-1HCl溶液等體積混合，得到物質的濃度相等N₂H₅C1和N₂H₄•H₂O，而在相同條件下N₂H₄•H₂O的電離程度大于N₂H₅C1的水解程度，所以離子濃度大小為：c（N₂H₅⁺）＞c（Cl^-）＞c（OH^-）＞c（H⁺），由此解答．

解答 解：（1）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?N₂H⁺₅+OH^-；
故答案為：N₂H₄+H₂O?N₂H⁺₅+OH^-；
（2）設1mol N₂O₄（1）完全分解成相應的原子時需要吸收的能量QKJ，則：
190kJ/mol×2+390kJ/mol×8+QkJ/mol-946kJ/mol×3-460kJ/mol×8=-1225 kJ/mol，
解得Q=1793，
故答案為：1793kJ；
（3）①X、Y的起始濃度分別為0.2mol/L、0.6mol/L，10min時到達平衡，X濃度增大了0.4mol/L、Y的濃度減小0.2mol/L，由于NO₂、N₂O₄與按物質的量2：1反應，則X為NO₂、Y為N₂O₄；
平衡常數K=$\frac{{c}^{2}（N{O}_{2}）}{c（{N}_{2}{O}_{4}）}$=$\frac{0．{6}^{2}}{0.4}$=0.9，
故答案為：NO₂；0.9；
②v（NO₂）=$\frac{0.6mol/L-0.2mol/L}{10min}$=0.04mol/（L．min）；20min時，Y（N₂O₄）的濃度不變，X（NO₂）的濃度增大，改變的條件應是增大NO₂的濃度，等效為增大壓強，平衡向生成N₂O₄的向逆反應進行，減少2molNO₂的同時混合氣體總物質的量減小1mol，則混合氣體中NO₂的百分含量減小，
故答案為：0.04mol/（L．min）；增大NO₂的濃度；b；
（4）若將0.2mo1•L^-1N₂H₄•H₂O溶液與0.1mol•L^-1HCl溶液等體積混合，得到物質的濃度相等N₂H₅C1和N₂H₄•H₂O，而在相同條件下N₂H₄•H₂O的電離程度大于N₂H₅C1的水解程度，所以離子濃度大小為：c（N₂H₅⁺）＞c（Cl^-）＞c（OH^-）＞c（H⁺），故答案為：c（N₂H₅⁺）＞c（Cl^-）＞c（OH^-）＞c（H⁺）．

點評 本題考查化學平衡有關計算、化學平衡影響移動、反應熱計算等，是對學生綜合能力的考查，難度中等．