Question

氮元素有著多變價態和種類繁多的化合物，它們在工農業生產、生活中發揮著重要的作用．完成下列問題：
（1）在一密閉容器中，進行如下化學反應：N₂（g）+3H₂（g）?2NH₃（g）△H＜0，其化學平衡常數K與溫度T的關系如下表：

T	298K	398K	498K	…
K	4.1×106	K1	K2	…

①比較K₁、K₂的大小：K₁

＞

K₂（填“＞”、“=”或“＜”）．
②若保持容器的容積不變，則該反應達到化學平衡狀態的依據是

acd

（填序號）．
a．2v_正（H₂）=3v_逆（NH₃）    b．v_正（N₂）=3v_逆（H₂）
c．容器內壓強保持不變       d．混合氣體的平均摩爾質量保持不變
③若維持容器的體積不變，達到平衡狀態后再向容器中通入一定量的N₂，此時逆反應速率

不變

（填“增大”、“減小”或“不變”）；平衡向

正反應

方向移動．
④已知AgCl可溶于氨水中，而AgBr不溶于氨水中，則K_sp（AgCl）

＞

 K_sp（AgBr）．
（2）肼是氮元素的另一種氫化物，分子式為N₂H₄．
①寫出肼的電子式

，它屬于

極

性分子．
②298K時，1.00g N₂H₄（l）與足量的N₂O₄（l）完全反應生成氮氣和水，放出19.15kJ的熱量．寫該反應的熱化學方程式

2N₂H₄（l）+N₂O₄（l）═3N₂（g）+4H₂O（l）△H=-1225.6 kJ/mol

．
③肼也可以在純氧中燃燒生成氮氣和水，為了充分利用其能量有人設計了原電池裝置，電極材料是多孔石墨電極，電解質為能夠傳導H⁺的固體電解質，請寫出負極反應式

N₂H₄-4e^-═N₂+4H⁺

．

Answer 1

分析：（1）①根據反應放熱，溫度升高，平衡向著逆向移動進行判斷；
②達到平衡狀態，各組分濃度不變，正逆反應速率相等進行判斷；
③根據生成物的濃度是否變化進行分析反應速率變化；氮氣濃度增大，平衡向著正向移動；
④根據溶度積越大，溶解度越小進行判斷；
（2）①肼屬于共價化合物，根據共價化合物的電子式書寫方法完成；肼有極性鍵構成，分子結構不能夠抵消鍵的極性；
②先配平肼與足量的N₂O₄（l）完全反應生成氮氣和水的化學方程式，然后根據298K時，1.00g N₂H₄（l）完全反應放出的熱量寫出熱化學方程式；
③根據負極失去電子發生氧化反應寫出電極反應．

解答：解：（1）①N₂（g）+3H₂（g）?2NH₃（g）△H＜0，反應為放熱反應，溫度升高，化學平衡向著逆向移動，氨氣濃度減小，氮氣、氫氣濃度增大，平衡常數減小，所以K₁＞K₂，
故答案為：＞；
②a．2v_正（H₂）=3v_逆（NH₃），表示正逆反應速率相等，達到了平衡狀態，故a正確；
b．v_正（N₂）=3v_逆（H₂），表示的是正反應速率和逆反應速率，但是不符合化學計量數關系，所以正逆反應速率不相等，沒有達到平衡狀態，故b錯誤；
c．容器內壓強保持不變，該反應兩邊氣體的化學計量數之和不相等，氣體的物質的量是個變量，而容器容積固定，所以壓強不變，說明正逆反應速率相等，達到了平衡狀態，故c正確；
d．混合氣體的平均摩爾質量保持不變，反應方程式兩邊都是氣體，所以氣體的質量不變，而方程式兩邊氣體的體積不相等，所以氣體的物質的量是個變量，氣體的平均摩爾質量不變，說明正逆反應速率相等，達到了平衡狀態，故d正確；
故答案為：acd；
③若維持容器的體積不變，達到平衡狀態后再向容器中通入一定量的N₂，此時氨氣的濃度不變，所以逆反應速率不變；氮氣濃度增大，平衡向著氮氣濃度減小的反應一定即平衡向著正向移動，
故答案為：不變；正反應；
④已知AgCl可溶于氨水中，而AgBr不溶于氨水中，溶解度越大，溶度積越大，所以氯化銀的溶度積大于溴化銀的溶度積，
故答案為：＞；
（2）①N₂H₄為共價化合物，結合氨氣的電子式，N₂H₄電子式為：，肼分子中共價鍵屬于極性鍵，正負電荷的重心不重合，屬于極性分子，
故答案為：；極；
②N₂H₄（l）與足量的N₂O₄（l）完全反應生成氮氣和水，根據化合價升降相等配平為：2N₂H₄（l）+N₂O₄（l）═3N₂（g）+4H₂O（l），2mol肼的質量為64g，放出的熱量為1225.6kJ，反應的熱化學方程式為：2N₂H₄（l）+N₂O₄（l）═3N₂（g）+4H₂O（l）△H=-1225.6 kJ/mol，
故答案為：2N₂H₄（l）+N₂O₄（l）═3N₂（g）+4H₂O（l）△H=-1225.6 kJ/mol；
③利用肼在純氧中燃燒生成氮氣和水設計成原電池，電極材料是多孔石墨電極，電解質為能夠傳導H⁺的固體電解質，負極失去電子被氧化，所以負極反應為肼失去電子被氧化成氮氣，電極反應為：N₂H₄-4e^-═N₂+4H⁺，
故答案為：N₂H₄-4e^-═N₂+4H⁺．

點評：本題考查了化學平衡常數、化學平衡狀態的判斷、電子式書寫、熱化學方程式書寫、電極反應等知識，涉及的題量相當大，濃度中等，充分考查了學生的分析、理解能力．