Question

联氨（N₂H₄）和次磷酸钠（NaH₂PO₂）都具有强还原性，都有着广泛的用途。

(1)已知：①N₂H₄(1)+O₂(g)＝N₂(g)+2H₂O(g)    △H₁=-621.5kJ•mol^-1

②N₂O₄(1)＝N₂(g)+2O₂(g)    △H₂=+204.3kJ•mol^-1

则火箭燃料的燃烧反应为2N₂H₄(1)+N₂O₄(1)＝3N₂(g)+4H₂O(g)  △H=__。

(2)已知反应N₂H₄(g)+2Cl₂(g)N₂(g)+4HCl(g)，T℃时，向2L恒容密闭容器中加入2molN₂H₄(g)和4molCl₂(g)，测得Cl₂和HCl的浓度随时间的关系如图所示。

①0～10min内，用N₂(g)表示的平均反应速率v(N₂)=__。

②M点时，N₂H₄的转化率为__（精确到0.1）%。

③T℃时，达到平衡后再向该容器中加入1.2molN₂H₄(g)、0.4molCl₂(g)、0.8molN₂(g)、1.2molHCl(g)，此时平衡__（填“正向移动”“逆向移动”或“不移动”）。

(3)①次磷酸（H₃PO₂）是一元酸，常温下，1.0mol•L^-1的NaH₂PO₂溶液pH为8，则次磷酸的K_a=__。

②用次磷酸钠通过电渗析法制备次磷酸，装置如图所示。交换膜A属于__（“阳离子”或“阴离子”）交换膜，电极N的电极反应式为___。

Answer

-1038.7kJ·mol-1 0.06mol·L-1·min-1 33.3 逆向移动 1.0×10-2 阳离子 2H2O+2e- ＝H2↑+2OH-(或2H++2e- ＝H2↑)

【解析】

(1)已知：①N2H4(1)+O2(g)＝N2(g)+2H2O(g) △H1=-621.5kJ•mol-1

②N2O4(1)＝N2(g)+2O2(g) △H2=+204.3kJ•mol-1

利用盖斯定律，①×2+②，即得2N2H4(1)+N2O4(1)＝3N2(g)+4H2O(g) △H=-1038.7kJ·mol-1。答案为：-1038.7kJ·mol-1；

(2)①0～10min内，消耗氯气浓度c(Cl2)=1.2mol/L，则c(N2)=0.6mol/L，v(N2)==0.06mol·L-1·min-1。答案为：0.06mol·L-1·min-1；

②M点时，设参加反应的N2H4的物质的量为x，则三段式为：

则2-2x=4x，x=mol/L，N2H4的转化率为=33.3%。答案为：33.3；

③从图中可看出，平衡时c(Cl2)=0.8mol/L，则由三段式可得：

K==77.76，Q==81＞77.76，平衡逆向移动。答案为：逆向移动；

(3)①常温下，1.0mol•L-1的NaH2PO2溶液pH为8，水解常数Kh=，Ka＝==1.0×10-2。答案为：1.0×10-2；

②先分析装置图，从而确定产品室应生成次磷酸，则H2PO2-应从缓冲室进行入产品室，从而得出交换膜B为阴离子交换膜，交换膜A应允许H+进入产品室，以便与H2PO2-结合生成H3PO2，所以M电极应生成H+，此电极H2O电离出的OH-失电子，为阳极。C为阴离子交换膜，D为阳离子交换膜，N为阴极，H2O电离出的H+得电子，缓冲室中的Na+透过离子交换膜E进入氢氧化钠稀溶液中，从而得出交换E为阳离子交换膜。N电极为阴极，H2O电离出的H+得电子，电极反应为2H2O+2e-＝H2↑+2OH-(或2H++2e-＝H2↑)。