Question

【題目】聯氨（N2H4）和次磷酸鈉（NaH2PO2）都具有強還原性，都有著廣泛的用途。

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

②N2O4(1)＝N2(g)+2O2(g) △H2=+204.3kJmol-1

則火箭燃料的燃燒反應為2N2H4(1)+N2O4(1)＝3N2(g)+4H2O(g) △H=__。

(2)已知反應N2H4(g)+2Cl2(g)N2(g)+4HCl(g)，T℃時，向2L恒容密閉容器中加入2molN2H4(g)和4molCl2(g)，測得Cl2和HCl的濃度隨時間的關系如圖所示。

①0～10min內，用N2(g)表示的平均反應速率v(N2)=__。

②M點時，N2H4的轉化率為__（精確到0.1）%。

③T℃時，達到平衡后再向該容器中加入1.2molN2H4(g)、0.4molCl2(g)、0.8molN2(g)、1.2molHCl(g)，此時平衡__（填“正向移動”“逆向移動”或“不移動”）。

(3)①次磷酸（H3PO2）是一元酸，常溫下，1.0molL-1的NaH2PO2溶液pH為8，則次磷酸的Ka=__。

②用次磷酸鈉通過電滲析法制備次磷酸，裝置如圖所示。交換膜A屬于__（“陽離子”或“陰離子”）交換膜，電極N的電極反應式為___。

Answer 1

【答案】-1038.7kJ·mol-1 0.06mol·L-1·min-1 33.3 逆向移動 1.0×10-2 陽離子 2H2O+2e- ＝H2↑+2OH-(或2H++2e- ＝H2↑)

【解析】

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

②N2O4(1)＝N2(g)+2O2(g) △H2=+204.3kJmol-1

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

(2)①0～10min內，消耗氯氣濃度c(Cl2)=1.2mol/L，則c(N2)=0.6mol/L，v(N2)==0.06mol·L-1·min-1。答案為：0.06mol·L-1·min-1；

②M點時，設參加反應的N2H4的物質的量為x，則三段式為：

則2-2x=4x，x=mol/L，N2H4的轉化率為=33.3%。答案為：33.3；

③從圖中可看出，平衡時c(Cl2)=0.8mol/L，則由三段式可得：

K==77.76，Q==81＞77.76，平衡逆向移動。答案為：逆向移動；

(3)①常溫下，1.0molL-1的NaH2PO2溶液pH為8，水解常數Kh=，Ka＝==1.0×10-2。答案為：1.0×10-2；

②先分析裝置圖，從而確定產品室應生成次磷酸，則H2PO2-應從緩沖室進行入產品室，從而得出交換膜B為陰離子交膜，交換膜A應允許H+進入產品室，以便與H2PO2-結合生成H3PO2，所以M電極應生成H+，此電極H2O電離出的OH-失電子，為陽極。C為陰離子交換膜，D為陽離子交換膜，N為陰極，H2O電離出的H+得電子，緩沖室中的Na+透過離子交換膜E進入氫氧化鈉稀溶液中，從而得出交換E為陽離子交換膜。N電極為陰極，H2O電離出的H+得電子，電極反應為2H2O+2e-＝H2↑+2OH-(或2H++2e-＝H2↑)。