Question

Ⅰ．肼（N₂H₄）又稱聯(lián)氨，廣泛用于火箭推進劑、有機合成及燃料電池，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)生的電極反應式為______．
（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氣和氣態(tài)水的熱化學方程式：______．
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2NO（g）+O₂（g）?2NO₂（g），下列各項能說明反應達到平衡狀態(tài)的是______．
a．體系壓強保持不變                  b．混合氣體顏色保持不變
c．NO和O₂的物質的量之比保持不變     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CO（g）+2H₂（g）?CH₃OH（g），達平衡后測得各組分濃度如下：

物質	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若降低溫度，K值增大，則反應的△H______0（填“＞”或“＜”）．
③若保持體積不變，再充入0.6molCO和0.4molCH₃OH，此時v_正______v_逆（填“＞”、“＜”或“=”）．

Answer 1

Ⅰ．（1）左端為負極，在堿性電解質中失去電子生成氮氣和水，電極反應為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2NO（g）+O₂（g）?2NO₂（g），為反應前后氣體的物質的量不等的反應，則
a．體系壓強保持不變，則該反應達到平衡，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，即物質的濃度不變，則反應達到平衡，故b正確；
c．NO和O₂的物質的量之比保持不變，則各物質的物質的量不發(fā)生變化，該反應達到平衡，故c正確；     
d．每消耗1molO₂同時生成2molNO₂，只能說明正反應速率的關系，不能確定正逆反應速率的關系，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，即正反應為放熱反應，△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，即正逆反應速率相等，故答案為：=．