Ⅰ.肼(N2H4)又稱聯(lián)氨,廣泛用于火箭推進(jìn)劑、有機(jī)合成及燃料電池,NO2的二聚體N2O4則是火箭中常用氧化劑.試回答下列問題
(1)肼燃料電池原理如圖所示,左邊電極上發(fā)生的電極反應(yīng)式為
N2H4-4e-+4OH-=N2+4H2O
N2H4-4e-+4OH-=N2+4H2O

(2)火箭常用N2O4作氧化劑,肼作燃料,已知:
N2(g)+2O2(g)=2NO2(g)△H=-67.7kJ?mol-1
N2H4(g)+O2(g)=N2(g)+2H2O(g)△H=-534.0kJ?mol-1
2NO2(g)?N2O4(g)△H=-52.7kJ?mol-1
試寫出氣態(tài)肼在氣態(tài)四氧化二氮中燃燒生成氮?dú)夂蜌鈶B(tài)水的熱化學(xué)方程式:
2N2H4(g)+N2O4(g)=3N2(g)+4H2O(g)△H=-947.6kJ?mol-1
2N2H4(g)+N2O4(g)=3N2(g)+4H2O(g)△H=-947.6kJ?mol-1

Ⅱ.研究NO2、SO2、CO等大氣污染氣體的處理具有重要意義.
(1)一定條件下,將2molNO與2molO2置于恒容密閉容器中發(fā)生反應(yīng)2NO(g)+O2(g)?2NO2(g),下列各項能說明反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)的是
abc
abc

a.體系壓強(qiáng)保持不變                  b.混合氣體顏色保持不變
c.NO和O2的物質(zhì)的量之比保持不變     d.每消耗1molO2同時生成2molNO2
(2)CO可用于合成甲醇,一定溫度下,向體積為2L的密閉容器中加入CO和H2,發(fā)生反應(yīng)CO(g)+2H2(g)?CH3OH(g),達(dá)平衡后測得各組分濃度如下:
物質(zhì) CO H2 CH3OH
濃度(mol?L-1 0.9 1.0 0.6
①列式并計算平衡常數(shù)K=
2
3
L2?moL-2(或0.67L2?moL-2
2
3
L2?moL-2(或0.67L2?moL-2

②若降低溫度,K值增大,則反應(yīng)的△H
0(填“>”或“<”).
③若保持體積不變,再充入0.6molCO和0.4molCH3OH,此時v
=
=
v(填“>”、“<”或“=”).
分析:Ⅰ.(1)左端為負(fù)極,在堿性電解質(zhì)中失去電子生成氮?dú)夂退?BR>(2)利用蓋斯定律來計算2N2H4(g)+N2O4(g)=3N2(g)+4H2O(g)的反應(yīng)熱;
Ⅱ.(1)根據(jù)化學(xué)平衡的特征“等”、“定”及由此衍生的一些量來判斷平衡;
(2)①根據(jù)平衡濃度計算平衡常數(shù);
②降低溫度,K值增大,則降低溫度時平衡正向移動;
③若保持體積不變,利用Qc與K的關(guān)系來判斷平衡的移動方向,從而確定正逆反應(yīng)速率的關(guān)系.
解答:解:Ⅰ.(1)左端為負(fù)極,在堿性電解質(zhì)中失去電子生成氮?dú)夂退姌O反應(yīng)為N2H4-4e-+4OH-=N2+4H2O,故答案為:N2H4-4e-+4OH-=N2+4H2O;
(2)由①N2(g)+2O2(g)=2NO2(g)△H=-67.7kJ?mol-1
②N2H4(g)+O2(g)=N2(g)+2H2O(g)△H=-534.0kJ?mol-1
③2NO2(g)?N2O4(g)△H=-52.7kJ?mol-1
根據(jù)蓋斯定律可知②×2-①-③得2N2H4(g)+N2O4(g)=3N2(g)+4H2O(g),△H=(-534.0kJ?mol-1)×2-(-67.7kJ?mol-1)-(-52.7kJ?mol-1)=-947.6 kJ?mol-1,
即熱化學(xué)方程式為2N2H4(g)+N2O4(g)=3N2(g)+4H2O(g)△H=-947.6 kJ?mol-1,故答案為:2N2H4(g)+N2O4(g)=3N2(g)+4H2O(g)△H=-947.6 kJ?mol-1;
Ⅱ.(1)反應(yīng)2NO(g)+O2(g)?2NO2(g),為反應(yīng)前后氣體的物質(zhì)的量不等的反應(yīng),則
a.體系壓強(qiáng)保持不變,則該反應(yīng)達(dá)到平衡,故a正確;                  
b.該混合物中只有二氧化氮為紅棕色氣體,則混合氣體顏色保持不變,即物質(zhì)的濃度不變,則反應(yīng)達(dá)到平衡,故b正確;
c.NO和O2的物質(zhì)的量之比保持不變,則各物質(zhì)的物質(zhì)的量不發(fā)生變化,該反應(yīng)達(dá)到平衡,故c正確;     
d.每消耗1molO2同時生成2molNO2,只能說明正反應(yīng)速率的關(guān)系,不能確定正逆反應(yīng)速率的關(guān)系,則不能判斷是否平衡,故d錯誤;
故答案為:abc;
(2)①由表格中平衡濃度,則算平衡常數(shù)為K=
0.6
0.9×(1.0)2
=
2
3
L2?moL-2 (或0.67 L2?moL-2),
故答案為:
2
3
L2?moL-2 (或0.67 L2?moL-2);
②降低溫度,K值增大,則降低溫度時平衡正向移動,即正反應(yīng)為放熱反應(yīng),△H<0,故答案為:<;
③若保持體積不變,再充入0.6molCO和0.4molCH3OH,Qc=
1
1.5×(1.0)2
L2?moL-2=K,則平衡不移動,即正逆反應(yīng)速率相等,故答案為:=.
點(diǎn)評:本題綜合性較強(qiáng),涉及熱化學(xué)反應(yīng)方程式的書寫和計算、電極反應(yīng)的書寫、化學(xué)平衡的計算、平衡的判定及平衡移動,注重對高考熱點(diǎn)的考查,題目難度中等.
練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

肼(N2H4)又稱聯(lián)氨,是一種可燃性液體,與氧氣或氮氧化物反應(yīng)均可生成氮?dú)夂退,用作火箭燃料?BR>(1)寫出肼與一氧化氮反應(yīng)的化學(xué)方程式
N2H4+2NO=2N2+2H2O
N2H4+2NO=2N2+2H2O

(2)肼--空氣燃料電池是一種堿性燃料電池,電解質(zhì)溶液是20%-30%的KOH溶液.該電池放電時,電極反應(yīng)式:負(fù)極
N2H4+4OH--4e-=N2+4H2O
N2H4+4OH--4e-=N2+4H2O

(3)如圖是一個電化學(xué)裝置示意圖.用肼--空氣燃料電池做此裝置的電源.
①如果A為含有鐵、銀、金、碳等雜質(zhì)的粗銅,B為純銅,C為CuSO4溶液.通電一段時間后,
極的質(zhì)量增大.(填“陰極”、“陽極”).
②如果A是鉑電極,B是石墨電極,C是CuSO4溶液,陽極的電極反應(yīng)式是
2H2O-4e-=O2+4H+(或4OH--4e-=O2+2H2O)
2H2O-4e-=O2+4H+(或4OH--4e-=O2+2H2O)
.若產(chǎn)生1mol氣體則消耗肼為
32
32
g.

查看答案和解析>>

科目:高中化學(xué) 來源: 題型:閱讀理解

(2011?丹東模擬)肼(N2H4)又稱聯(lián)氨,是一種可燃性液體,其燃燒熱較大且燃燒產(chǎn)物對環(huán)境無污染,故可以用作火箭燃料.
(1)已知:N2(g)+2O2(g)=2NO2(g)△H=+67.7kJ/mol,2N2H4(g)+2NO2(g)=3N2(g)+4H2O(g)△H=一1135.7kJ/mol.則肼完全燃燒的熱化學(xué)方程式為
N2H4(g)+O2(g)=N2(g)+2H2O(g)△H=-534kJ/mol
N2H4(g)+O2(g)=N2(g)+2H2O(g)△H=-534kJ/mol

(2)肼--空氣燃料電池是一種堿性燃料電池,電解質(zhì)溶液是20%-30%的KOH溶液.該電池放電時,正極的電極反應(yīng)式是
O2+2H2O+4e-=4OH-
O2+2H2O+4e-=4OH-
,電池工作一段時間后,電解質(zhì)溶液的pH將
減小
減小
(填“增大”、“減小”、“不變”).
(3)如圖是一個電化學(xué)裝置示意圖.用肼--空氣燃料電池做此裝置的電源.
①如果A為含有鋅、銀、金三種雜質(zhì)的粗銅,B為純銅,C為CuSO4.該裝置的實際意義是
精煉粗銅
精煉粗銅

②如果A是鉑電極,B是石墨電極,C是AgNO3溶液,若B極增重10.8g,該燃料電池理論上消耗
0.025
0.025
molN2H4
(4)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+H2ON2H+5+OH-;N2H+5+H2ON2H+6+OH-
N2H4+H2ON2H+5+OH-;N2H+5+H2ON2H+6+OH-

(5)常溫下將0.2mol/L HCl溶液與0.2mol/L N2H4?H2O溶液等體積混合(忽略混合后溶液體積的變化),若測得混合溶液的pH=6,則混合溶液中由水電離出的c(H+
大于
大于
0.1mol/LHCl溶液中由水電離出的c(H+)(填“大于”、“小于”、或“等于”).
(6)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0.2mol/L N2H4?H2O溶液與0.1mol/L HCl溶液等體積混合,則溶液中N2H-5、Cl-、OH-、H+離子濃度南大到小的順序為
c(N2H+5)>c(Cl-)>c(OH-)>c(H+
c(N2H+5)>c(Cl-)>c(OH-)>c(H+

查看答案和解析>>

科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

2007年11月,我國自行研制的長征三號甲運(yùn)載火箭載著“嫦娥一號”探測器升空,成功實現(xiàn)了繞月飛行.第一、二級火箭使用的推進(jìn)劑是液態(tài)偏二甲肼和四氧化二氮.已知偏二甲肼含C、H、N三種元素,其中C、N兩元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)分別為40.0% 和46.7%,在氣態(tài)時,偏二甲肼的密度是相同條件下H2密度的30倍.請?zhí)顚懴铝锌瞻祝?BR>(1)偏二甲肼的分子式為
C2H8N2
C2H8N2
;若0.2mol液態(tài)偏二甲肼與液態(tài)N2O4完全反應(yīng),生成氣態(tài)的N2、H2O和CO2,同時放出510kJ熱量,試寫出該反應(yīng)的熱化學(xué)方程式:
C2H8N2(1)+2N2O4(1)═2CO2(g)+4H2O(g)+3N2(g);△H=-2550kJ?mol-1
C2H8N2(1)+2N2O4(1)═2CO2(g)+4H2O(g)+3N2(g);△H=-2550kJ?mol-1

(2)滿足偏二甲肼分子式的同分異構(gòu)體有
6
6
種.寫出符合分子中含兩個甲基的結(jié)構(gòu)簡式:
CH3-NH-NH-CH3、NH2-N(CH32
CH3-NH-NH-CH3、NH2-N(CH32

(3)肼(N2H4)又稱聯(lián)氨,是一種可燃性液體,也可用作火箭燃料.肼-空氣燃料電池是一種堿性燃料電池,電解質(zhì)溶液是20%~30% 的KOH溶液,放電時生成氮?dú)夂退,則肼-空氣燃料電池放電時,負(fù)極的電極反應(yīng)式是
N2H4+4OH--4e-═N2+4H2O
N2H4+4OH--4e-═N2+4H2O

(4)肼可看作是氨分子內(nèi)的一個氫原子被氨基取代的衍生物,肼的水溶液呈弱堿性,是因為溶液中存在平衡:H2N-NH2+H2O
H2N-NH3++OH-(或N2H3++OH-
H2N-NH3++OH-(或N2H3++OH-

查看答案和解析>>

科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

精英家教網(wǎng)肼(N2H4)又稱聯(lián)氨,是一種可燃性液體,用作火箭燃料.
(1)肼-空氣燃料電池是一種清潔的堿性燃料電池,電解質(zhì)溶液是20%-30%的KOH溶液.該電池放電時,在負(fù)極反應(yīng)的是
 
(填化學(xué)式);正極的電極反應(yīng)式是
 

(2)右圖是一個電化學(xué)裝置示意圖.用肼--空氣燃料電池做此裝置的電源.
①如果A為含有鋅、銀、金、等雜質(zhì)的粗銅,B為純銅,C為CuSO4.通電一段時間后,A極質(zhì)量的減少將
 
B極質(zhì)量的增加(填“等于”或“大于”或小于).
②如果A是鉑電極,B是石墨電極,C是氯化鈉溶液,則若要制得11.2升Cl2氣體(標(biāo)準(zhǔn)狀況下),該燃料電池理論上需消耗
 
 mol N2H4

查看答案和解析>>

科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

精英家教網(wǎng)肼(N2H4)又稱聯(lián)氨,可用作火箭燃料.肼一空氣燃料電池中的電解質(zhì)溶液是20%~30%的KOH溶液.該燃料電池可作為如圖裝置中的電源.下列判斷錯誤的是(  )

查看答案和解析>>

同步練習(xí)冊答案