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发射航天火箭常用肼(N2H4)与N2O4作燃料与助燃刹.(1)已知:2N2H4(1)+N2O4(1)═3N2(g)+4H2O(1)△H=-1225kJ•mol-1断开1mol下列化学键吸收的能量分别为:N-H:391kJ;N-N:193kJ;N≡N:946kJ;O
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发射航天火箭常用肼(N2H4)与N2O4作燃料与助燃刹.
(1)已知:2N2H4(1)+N2O4(1)═3N2(g)+4H2O(1)△H=-1225kJ•mol-1
断开1mol下列化学键吸收的能量分别为:N-H:391kJ;N-N:193kJ;N≡N:946kJ;O-H:463kJ.
则使1molN2O4(1)分子中化学键完全断裂时需要吸收的能量是___.
(2)t℃时,将一定量的NO2(g)和N2O4(g)充入一个容积为2L的恒容密闭容器中,浓度随时间变化关系如表所示:
①c(X)代表___(填化学式)的浓度,该反应的平衡常数K=___;
②前10min内用NO2表示的反应速率为___,20min时改变的条件是___;重新达到平衡时,NO2的百分含量与原平衡状态相比___(填序号)
A.增大 B.减小 C.不变 D.无法判断
(3)肼的性质与氨相似,其水溶液显弱碱性.请用电离方程式表示肼的水溶液显碱性的原因:___.肼与氧气构成的燃料电池在碱性条件下放电时,生成水与一种无污染的气体.放电时,该电池负极的电极反应式为___.
(4)已知在相同条件下N2H4•H2O的电离程度大于N2H5Cl的水解程度.常温下,若将0.2mo1•L-1N2H4•H2O溶液与0.1mol•L-1HCl溶液等体积混合,则溶液中N2H5+、Cl-、OH-、H+离子浓度由大到小的顺序为___.
(1)已知:2N2H4(1)+N2O4(1)═3N2(g)+4H2O(1)△H=-1225kJ•mol-1
断开1mol下列化学键吸收的能量分别为:N-H:391kJ;N-N:193kJ;N≡N:946kJ;O-H:463kJ.
则使1molN2O4(1)分子中化学键完全断裂时需要吸收的能量是___.
(2)t℃时,将一定量的NO2(g)和N2O4(g)充入一个容积为2L的恒容密闭容器中,浓度随时间变化关系如表所示:
时间 | 0 | 5 | 10 | 15 | 20 | 25 | 30 |
c(X)/mol•L-1 | 0.2 | c | 0.6 | 0.6 | 1.0 | c1 | c1 |
c(Y)/mol•L-1 | 0.6 | c | 0.4 | 0.4 | 0.4 | c2 | c2 |
②前10min内用NO2表示的反应速率为___,20min时改变的条件是___;重新达到平衡时,NO2的百分含量与原平衡状态相比___(填序号)
A.增大 B.减小 C.不变 D.无法判断
(3)肼的性质与氨相似,其水溶液显弱碱性.请用电离方程式表示肼的水溶液显碱性的原因:___.肼与氧气构成的燃料电池在碱性条件下放电时,生成水与一种无污染的气体.放电时,该电池负极的电极反应式为___.
(4)已知在相同条件下N2H4•H2O的电离程度大于N2H5Cl的水解程度.常温下,若将0.2mo1•L-1N2H4•H2O溶液与0.1mol•L-1HCl溶液等体积混合,则溶液中N2H5+、Cl-、OH-、H+离子浓度由大到小的顺序为___.
▼优质解答
答案和解析
(1)设1mol N2O4(1)完全分解成相应的原子时需要吸收的能量QKJ,2N2H4(1)+N2O4(1)═3N2(g)+4H2O(1)△H=-1225kJ•mol-1,则:
193kJ/mol×2+391kJ/mol×8+QkJ/mol-946kJ/mol×3-463kJ/mol×8=-1225 kJ/mol,解得Q=1803,
故答案为:1803kJ;
(2)①化学平衡常数为生成物浓度系数次幂的乘积与反应物浓度系数次幂乘积的比值,X、Y的起始浓度分别为0.2mol/L、0.6mol/L,10min时到达平衡,X浓度增大了0.4mol/L、Y的浓度减小0.2mol/L,由于NO2、N2O4与按物质的量2:1反应,则X为NO2、Y为N2O4,平衡常数K=
=
=0.9,
故答案为:NO2;0.9;
②v(NO2)=
=0.04mol/(L•min);20min时,Y(N2O4)的浓度不变,X(NO2)的浓度增大,改变的条件应是增大NO2的浓度(或向容器中加入0.8mol二氧化氮),等效为增大压强,平衡向生成N2O4的向逆反应进行,减少2molNO2的同时混合气体总物质的量减小1mol,则混合气体中NO2的百分含量减小,
故答案为:0.04mol/(L•min);增大NO2的浓度(或向容器中加入0.8mol二氧化氮);B;
(3)肼易溶于水,它是与氨类似的弱碱,则电离生成OH-和阳离子,电离方程式为N2H4+H2O⇌N2H+5+OH-,肼-空气燃料电池放电时,负极上肼失电子和氢氧根离子反应生成H2O和氮气,电极反应式为N2H4+4OH--4e-=4H2O+N2,正极上氧气得电子和水反应生成氢氧根离子,电极反应式为O2+2H2O+4e-=4OH-,
故答案为:N2H4+H2O⇌N2H+5+OH-;N2H4+4OH--4e-=4H2O+N2;
(4)若将0.2mo1•L-1N2H4•H2O溶液与0.1mol•L-1HCl溶液等体积混合,得到物质的浓度相等N2H5C1和N2H4•H2O,而在相同条件下N2H4•H2O的电离程度大于N2H5C1的水解程度,所以离子浓度大小为:c(N2H5+)>c(Cl-)>c(OH-)>c(H+),
故答案为:c(N2H5+)>c(Cl-)>c(OH-)>c(H+).
193kJ/mol×2+391kJ/mol×8+QkJ/mol-946kJ/mol×3-463kJ/mol×8=-1225 kJ/mol,解得Q=1803,
故答案为:1803kJ;
(2)①化学平衡常数为生成物浓度系数次幂的乘积与反应物浓度系数次幂乘积的比值,X、Y的起始浓度分别为0.2mol/L、0.6mol/L,10min时到达平衡,X浓度增大了0.4mol/L、Y的浓度减小0.2mol/L,由于NO2、N2O4与按物质的量2:1反应,则X为NO2、Y为N2O4,平衡常数K=
C2(NO2) |
C(N2O4) |
0.62 |
0.4 |
故答案为:NO2;0.9;
②v(NO2)=
0.6mol/L-0.2mol/L |
10min |
故答案为:0.04mol/(L•min);增大NO2的浓度(或向容器中加入0.8mol二氧化氮);B;
(3)肼易溶于水,它是与氨类似的弱碱,则电离生成OH-和阳离子,电离方程式为N2H4+H2O⇌N2H+5+OH-,肼-空气燃料电池放电时,负极上肼失电子和氢氧根离子反应生成H2O和氮气,电极反应式为N2H4+4OH--4e-=4H2O+N2,正极上氧气得电子和水反应生成氢氧根离子,电极反应式为O2+2H2O+4e-=4OH-,
故答案为:N2H4+H2O⇌N2H+5+OH-;N2H4+4OH--4e-=4H2O+N2;
(4)若将0.2mo1•L-1N2H4•H2O溶液与0.1mol•L-1HCl溶液等体积混合,得到物质的浓度相等N2H5C1和N2H4•H2O,而在相同条件下N2H4•H2O的电离程度大于N2H5C1的水解程度,所以离子浓度大小为:c(N2H5+)>c(Cl-)>c(OH-)>c(H+),
故答案为:c(N2H5+)>c(Cl-)>c(OH-)>c(H+).
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