填空题 （14分）氮的氢化物NH3、N2H4等在工农业生产、航空航天等领域有广泛应用。
（1）液氨作为一种潜在的清洁汽车燃料已越来越被研究人员重视。它在安全性、价格等方面较化石燃料和氢燃料有着较大的优势。氨的燃烧实验涉及下列两个相关的反应：
①4NH3(g)＋5O2(g)＝4NO(g)＋6H2O(l) △H1
②4NH3(g)＋6NO(g)＝5N2(g)＋6H2O(l) △H2
则反应 4NH3(g)＋3O2(g)＝2N2(g)＋6H2O(l) △H＝ 。（请用含有△H1、△H2的式子表示）
（2）合成氨实验中，在体积为3 L的恒容密闭容器中，投入4 mol N2和9 mol H2在一定条件下合成氨，平衡时仅改变温度测得的数据如下表所示：
温度(K)
| 平衡时NH3的物质的量(mol)
|
T1
| 2.4
|
T2
| 2.0
|
已知：破坏1 mol N2(g)和3 mol H2(g)中的化学键消耗的总能量小于破坏2 mol NH3(g)中的化学键消耗的能量。
①则T1
T2（填“>”、“<”或“=”）
②在T2 K下，经过10min达到化学平衡状态，则0~10min内H2的平均速率v(H2)=
，平衡时N2的转化率α（N2）=
。
③下列图像分别代表焓变（△H）、混合气体平均相对分子质量（
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600)makesmallpic(this,600,1800);\' src=\"http://www_php168_com/91files/2016060703/ekuquskx4t0.png\" style=\"vertical-align:middle;\">）、N2体积分数φ（N2）和气体密度（ρ）与反应时间的关系，其中正确且能表明该可逆反应达到平衡状态的是
。
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600)makesmallpic(this,600,1800);\' src=\"http://www_php168_com/91files/2016060703/qtyhb5djutc.jpg\" style=\"vertical-align:middle;\">
（3）某N2H4（肼或联氨）燃料电池（产生稳定、无污染的物质）原理如图1所示。
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600)makesmallpic(this,600,1800);\' src=\"http://www_php168_com/91files/2016060703/mt1x5zjqhuy.jpg\" style=\"vertical-align:middle;\">
①M区发生的电极反应式为
。
②用上述电池做电源，用图2装置电解饱和氯化钾溶液（电极均为惰性电极），设饱和氯化钾溶液体积为500mL，当溶液的pH值变为13时（在常温下测定），若该燃料电池的能量利用率为80%，则需消耗N2H4的质量为
g（假设溶液电解前后体积不变）。
填空题 （14分）氮的氢化物NH3、N2H4等在工农业生产、航空航天等领域有广泛应用。
（1）液氨作为一种潜在的清洁汽车燃料已越来越被研究人员重视。它在安全性、价格等方面较化石燃料和氢燃料有着较大的优势。氨的燃烧实验涉及下列两个相关的反应：
①4NH3(g)＋5O2(g)＝4NO(g)＋6H2O(l) △H1
②4NH3(g)＋6NO(g)＝5N2(g)＋6H2O(l) △H2
则反应 4NH3(g)＋3O2(g)＝2N2(g)＋6H2O(l) △H＝ 。（请用含有△H1、△H2的式子表示）
（2）合成氨实验中，在体积为3 L的恒容密闭容器中，投入4 mol N2和9 mol H2在一定条件下合成氨，平衡时仅改变温度测得的数据如下表所示：
温度(K)
| 平衡时NH3的物质的量(mol)
|
T1
| 2.4
|
T2
| 2.0
|
已知：破坏1 mol N2(g)和3 mol H2(g)中的化学键消耗的总能量小于破坏2 mol NH3(g)中的化学键消耗的能量。
①则T1
T2（填“>”、“<”或“=”）
②在T2 K下，经过10min达到化学平衡状态，则0~10min内H2的平均速率v(H2)=
，平衡时N2的转化率α（N2）=
。
③下列图像分别代表焓变（△H）、混合气体平均相对分子质量（
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600)makesmallpic(this,600,1800);\' src=\"http://www_php168_com/91files/2016060703/ekuquskx4t0.png\" style=\"vertical-align:middle;\">）、N2体积分数φ（N2）和气体密度（ρ）与反应时间的关系，其中正确且能表明该可逆反应达到平衡状态的是
。
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（3）某N2H4（肼或联氨）燃料电池（产生稳定、无污染的物质）原理如图1所示。
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600)makesmallpic(this,600,1800);\' src=\"http://www_php168_com/91files/2016060703/mt1x5zjqhuy.jpg\" style=\"vertical-align:middle;\">
①M区发生的电极反应式为
。
②用上述电池做电源，用图2装置电解饱和氯化钾溶液（电极均为惰性电极），设饱和氯化钾溶液体积为500mL，当溶液的pH值变为13时（在常温下测定），若该燃料电池的能量利用率为80%，则需消耗N2H4的质量为
g（假设溶液电解前后体积不变）。
本题答案：（14分）
（1）（3△H1+2△H2）/5（2分）<
本题解析：
试题分析：（1）根据盖斯定律，将NO消去，可得4NH3(g)＋3O2(g)＝2N2(g)＋6H2O(l)
△H＝（3△H1+2△H2）/5；
（2）①T2到T1变化时，氨气的物质的量增大，说明改变温度，平衡正向移动，而正向是放热反应，所以温度变化是降低温度，则T1<T2；
②在T2 K下，经过10min达到化学平衡状态，氨气的物质的量是2mol，根据反应的化学方程式，则消耗氢气的物质的量是3mol，则0~10min内H2的平均速率v(H2)=3mol/3L/10min=0.1mol·L-1·min-1；消耗氮气的物质的量是1mol，所以氮气的转化率是1mol/4mol×100%=25%；
③A、反应的化学方程式固定，则反应热不变，所以不能判断为平衡状态，错误；B、该反应是气体的物质的量减小的可逆反应，所以气体的平均摩尔质量增大，达到平衡时，气体的平均摩尔质量不变，正确；C、随反应的进行，氮气的体积分数不断减小，达到平衡时，保持不变，正确；D、容器的体积不变，则气体的密度一直不变，所以不能判断为平衡状态，错误，答案选BC；
（3）①根据装置图中氢离子的移动方向判断M区为负极区，则N2H4在负极发生氧化反应，失去电子生成氮气和氢离子，电极反应式是N2H4－4e?==N2↑+4H+；
②用该电池电解氯化钠溶液，化学方程式是2NaCl+2H2O
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600)makesmallpic(this,600,1800);\' src=\"http://www_php168_com/91files/2016060703/ezaay310gra.png\" style=\"vertical-align:middle;\">2NaOH+H2↑+Cl2↑， 500mL 的溶液的pH=13，则氢氧根离子的浓度是0.1mol/L，氢氧根离子的物质的量是0.05mol，根据得失电子守恒，所以电池中转移电子的物质的量是0.05mol，该燃料电池的能量利用率为80%，所以需要N2H4的质量为0.05mol/4×32g/mol/80%=0.5g。
考点：考查盖斯定律的应用，反应速率的计算，平衡状态的判断，电化学反应原理的应用
本题所属考点：【化学平衡】
本题难易程度：【困难】
Natural abilities are like natural plants that need pruning by study. 天生的才干如同天生的植物一样,需要靠学习来修剪.
