Question

4．偏二甲肼與N₂O₄是常用的火箭推進劑，二者發(fā)生如下化學反應：
（CH₃）₂NNH₂（l）+2N₂O₄（l）═2CO₂（g）+3N₂（g）+4H₂O（g）�。á瘢�
（1）反應（Ⅰ）中氧化劑是N₂O₄．
（2）火箭殘骸中�，F紅棕色氣體，原因為：N₂O₄（g）?2NO₂（g）�。á颍�
當溫度升高時，氣體顏色變深，則反應（Ⅱ）為吸熱（填“吸熱”或“放熱”）反應．
（3）一定溫度下，反應（Ⅱ）的焓變?yōu)椤鱄．現將1mol N₂O₄充入一恒壓密閉容器中，下列示意圖如圖正確且能說明反應達到平衡狀態(tài)的是ad．

（4）NO₂可用氨水吸收生成NH₄NO₃．25℃時，將a mol NH₄NO₃溶于水，溶液顯酸性，原因是NH₄⁺+H₂O?NH₃•H₂O+H⁺（用離子方程式表示）．向該溶液滴加b L氨水后溶液呈中性，則滴加氨水的過程中水的電離平衡將逆向（填“正向”“不”或“逆向”）移動，所滴加氨水的濃度為$\frac{a}{200b}$mol•L^-1．（NH₃•H₂O的電離平衡常數取K_b=2×10^-5 mol•L^-1）

Answer 1

分析 （1）在氧化還原反應中化合價降低的反應物是氧化劑；
（2）升高溫度，平衡向吸熱反應方向移動；
（3）根據達到平衡狀態(tài)，各組分濃度不變，正逆反應速率相等進行判斷；
（4）依據銨根離子水解分析回答；依據同粒子效應，一水合氨對銨根離子水解起到抑制作用；依據一水合氨的電離平衡常數計算得到氨水濃度．

解答 解：（1）反應（Ⅰ）中，N₂O₄（l）中N元素得電子化合價降低，N₂O₄（l）是氧化劑，（CH₃）₂NNH₂（l）中碳元素化合價升高，是還原劑，
故答案為：N₂O₄；
（2）升高溫度，化學平衡向吸熱反應方向移動，當溫度升高時，氣體顏色變深，平衡向正反應方向移動，所以正反應是吸熱反應即△H＞0，
故答案為：吸熱；
（3）a、反應方程式兩邊氣體的質量不相等，密度不變，說明達到了平衡狀態(tài)，故a正確；
b、反應過程中，反應熱不會變化，不是變量，無法判斷是否達到平衡狀態(tài)，故b錯誤；
c、根據反應速率大小，無法判斷正逆反應速率是否相等，故c錯誤；
d、四氧化二氮的轉化率不變，說明正逆反應速率相等，達到了平衡狀態(tài)，故d正確；
故答案為：ad；
（4）NO₂可用氨水吸收生成NH₄NO₃．25℃時，將a mol NH₄NO₃溶于水，溶液顯酸性，是因為銨根離子水解；反應的離子方程式為：NH₄⁺+H₂O?NH₃•H₂O+H⁺；加入氨水溶液抑制銨根離子水解，平衡逆向進行；將a mol NH₄NO₃溶于水，向該溶液滴加b L 氨水后溶液呈中性，依據電荷守恒計算可知，溶液中氫氧根離子濃度=10^-7mol/L，c（NH₄⁺）=c（NO₃^-）；NH₃•H₂O的電離平衡常數取K_b=2×10^-5 mol•L^-1，設混合后溶液體積為1L，（NH₄⁺）=c（NO₃^-）=amol/L；根據一水合氨電離平衡得到：NH₃•H₂O?NH₄⁺+OH^-，平衡常數K=$\frac{c（N{H}_{4}{\;}^{+}）c（OH{\;}^{-}）}{c（N{H}_{3}•{H}_{2}O）}$=$\frac{amol/L×10{\;}^{-7}mol/L}{bL×c（NH{\;}_{3}•{H}_{2}O）mol/L}$=2×10^-5 mol•L^-1，計算得到c（NH₃•H₂O）=$\frac{a}{200b}$mol/L，
故答案為：NH₄⁺+H₂O?NH₃•H₂O+H⁺；逆向；$\frac{a}{200b}$．

點評 本題考查了氧化還原反應的概念判斷，化學平衡的影響因素分析，平衡標志的判斷理解，平衡常數的影響因素和計算應用，化學反應速率的計算分析，弱電解質溶液中的電離平衡的計算應用，綜合性較大，難度中等．