Question

（14分）偏二甲肼与N₂O₄ 是常用的火箭推进剂，二者发生如下化学反应：

(CH₃)₂NNH₂ ( L )+2N₂O₄ (L )=2CO₂ (g)+3N₂(g)+4H₂O(g)   （Ⅰ）

（1）该反应（Ⅰ）中还原剂是__________。

（2）火箭残骸中常现红棕色气体，原因为：N₂O₄ (g) 2NO₂ (g)  （Ⅱ）

一定温度下，反应（Ⅱ）的焓变为ΔH。现将2 mol NO₂ 充入一恒压密闭容器中，下列示意图正确且能说明反应达到平衡状态的是________.

若在相同温度下，上述反应改在体积为3L的恒容密闭容器中进行，平衡常数________（填“增大”“不变”或“减小”），反应4s后N₂O₄的物质的量为0.9mol，则0~4s内的平均反应速率v（NO₂）=_________________。

（3）25℃时，将1mol NH₄NO₃溶于水，溶液显酸性，原因是_____（用离子方程式表示）。向该溶液滴加50mL氨水后溶液呈中性，则滴加氨水的过程中的水的电离平衡将_______（填“正向”“不”或“逆向”）移动，所滴加氨水的浓度为____mol·L^-1。（NH_3·H₂O的电离平衡常数K=2×10^-5 mol·L^-1）

Answer

（14分）（1） (CH3)2NNH2

（2）BD 不变 0.15 mol·L-1·S-1

（3）NH4++H2ONH3·H2O+H+

逆向

0.1

【解析】

试题分析：（1）还原剂是化学反应中元素化合价升高的物质，在反应I中，(CH3)2NNH2中C元素的化合价从-1价升高到+4价，N元素的化合价从-3价升高到0价，所以(CH3)2NNH2为还原剂；

（2）A、二氧化氮的起始物质的量不是0，与图像不符，错误；B、通入二氧化氮，则该反应逆向进行，气体的物质的量减小，在恒压条件下，容器的体积减小，而气体的质量不变，所以气体的密度最大，达到平衡时，气体的密度不再增大，正确；C、一个具体的化学反应的反应热只与反应物和生成物的状态有关，所以该反应的反应热不变，与是否达到平衡无关，错误；D、反应逆向进行，二氧化氮的转化率增大，达到平衡时，二氧化氮的转化率达到最大，正确，答案选BD。温度不变，则化学平衡常数不变，所以上述反应改在体积为3L的恒容密闭容器中进行，平衡常数不变；反应4s后N2O4的物质的量为0.9mol，则消耗二氧化氮的物质的量是1.8mol，所以二氧化氮的浓度减小1.8mol/3L=0.6mol/L，则0~4s内的平均反应速率v（NO2）=0.6mol/L/4s=0.15 mol·L-1·S-1

（3）硝酸铵是强酸弱碱盐，铵根离子水解生成一水合氨和氢离子，使溶液呈酸性，离子方程式是NH4++H2ONH3·H2O+H+；滴加氨水后溶液呈中性，说明在滴加氨水的过程中，一水合氨的浓度增大，使铵根离子的水解平衡逆向移动，氢离子浓度减小，氢氧根离子浓度增大，二者相等时，溶液为中性，因为盐的水解程度减弱，则水的电离平衡逆向移动；根据电荷守恒，则c(NH4+)+ c(H＋)= c（OH－）+c(NO3-)，因为溶液呈中性，则c(H＋)= c（OH－）=10-7mol/L，所以c(NH4+)= c(NO3-)，根据NH3·H2O的电离平衡常数K=2×10-5 mol·L-1= c(NH4+) c（OH－）/c（NH3·H2O），因为最终的溶液的体积是相同的，所以c(NH4+) /c（NH3·H2O）= n(NH4+) /n（NH3·H2O），则2×10-5=10-7 n(NH4+) /n（NH3·H2O），n(NH4+)=n(NO3-)=1mol，所以n（NH3·H2O）=10-7mol/(2×10-5)=5×10-3mol，则所滴加氨水的浓度为5×10-3mol/0.05L=0.1mol/L。

考点：考查氧化还原反应的分析，平衡状态的判断，盐的水解，电离平衡常数的应用