Question

【題目】氮和氮的化合物在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、國防和生活中都有極其廣泛的用途。請回答下列與氮元素有關(guān)的問題：

（1）亞硝酸氯(結(jié)構(gòu)式為Cl-N=O)是有機合成中的重要試劑，可由Cl2和NO在通常反應(yīng)條件下制得，反應(yīng)方程式為2NO(g)+Cl2(g) 2ClNO(g)。已知幾種化學(xué)鍵的鍵能數(shù)據(jù)如表所示：

當Cl2與NO反應(yīng)生成ClNO的過程中轉(zhuǎn)移了4mol電子，理論上放出的熱量為___kJ。(用數(shù)字和字母表示)

（2）溫度一定時，在一個體積為1L的密閉容器中通入2moNO和1molCl2，10min時ClNO體積占氣體總體積40%，反應(yīng)開始到10min內(nèi)NO的平均V(NO)=____mol·L-1·min-1。

（3）利用電化學(xué)原理，將NO2、O2和熔融KNO3制成燃料電池，裝置如圖所示：

電池工作時，NO2轉(zhuǎn)變成綠色硝化劑Y(N2O5)，可循環(huán)使用，則石墨Ⅱ為電源___極，石墨Ⅱ附近發(fā)生的電極反應(yīng)式為____。

Answer 1

【答案】(578-4a)kJ 0.1mol·L-1·min-1 正極 O2+2N2O5+4e－═4NO3－

【解析】

（1）2NO（g）+Cl2（g）2ClNO（g），反應(yīng)的焓變△H=反應(yīng)物總鍵能-生成物總鍵能，據(jù)此計算；

（2）根據(jù)v=△C/△t計算；

（3）甲池工作時，NO2轉(zhuǎn)變成N2O5，說明氮元素的化合價升高，石墨Ⅰ為負極，電極反應(yīng)式為NO2+NO3－-e－=N2O5，石墨Ⅱ為正極O2+2N2O5+4e－═4NO3－。

（1）2NO（g）+Cl2（g）2ClNO（g），1mol Cl2參與反應(yīng)發(fā)生焓變△H=243KJ·mol－1+2×630KJ·mol－1-2×（aKJ·mol－1+607KJ·mol－1）=(289-2a)kJ·mol－1，此時轉(zhuǎn)移2mol電子，則有4mol電子轉(zhuǎn)移時，熱量變化為(578-4a)kJ;

（2）反應(yīng)后各物質(zhì)變化為

2NO+Cl2=2ClNO

起始物質(zhì)的量 2 1 0

轉(zhuǎn)化物質(zhì)的量 2x x 2x

平衡物質(zhì)的量 2-2x 1-x 2x

2x/(2-2x+1-x+2x)=0.4

x=0.5

V(NO)= 0.1mol·L-1·min-1。

（3）甲池工作時，NO2轉(zhuǎn)變成N2O5，說明氮元素的化合價升高，石墨Ⅰ為負極，電極反應(yīng)式為NO2+NO3－-e－=N2O5，石墨Ⅱ為正極，電極反應(yīng)：O2+2N2O5+4e－═4NO3－。