Question

【題目】氮元素能夠形成多種化合物。請回答下列問題：

（1）聯(lián)氨(N2H4)常溫下為液態(tài)，在空氣中迅速完全燃燒生成N2，同時放出大量熱，可作導(dǎo)彈、宇宙飛船、火箭的燃料。

已知:H2(g)+1/2O2(g)==H2O(l)；△H1=-285.8kJ/mol

N2(g)+2H2(g)=N2H4(l)；△H2=+50.6kJ/mol

則N2H4(l)在空氣燃燒生成液態(tài)水的熱化學(xué)方程式為_____________。

(2)工業(yè)上利用氨氣生產(chǎn)氫氰酸(HCN)的反應(yīng)為CH4(g)+NH3(g)HCN(g)+3H2(g) △H>0。

①一定溫度下，向2L恒容容器中充入1mol CH4(g)和2mol NH3(g)發(fā)生上述反應(yīng)，4min達(dá)到平衡時，測得CH4的轉(zhuǎn)化率為66.67%。0~4min內(nèi)，用H2表示的該反應(yīng)速率v(H2)=_____。

保持溫度和容積不變，再句平衡后的容器中充入2molNH3和2molH2，此時v正___v逆(選填“>”“<”或“=”)。

②平衡體系中HCN的物質(zhì)的量(n)隨某物理量變化曲線如圖所示(圖中x、L分別表示溫度或壓強(qiáng))。

若x為溫度，則曲線，____(選填“L1”或“L2”)能正確表示n (HCN) 與溫度的關(guān)系；

若x為壓強(qiáng)，則曲線____(選填“L1”或“L2”)能正確表示n HCN)與壓強(qiáng)的關(guān)系。

(3)NH3能夠形成Ag(NH3)2+。

①溶液中存在Ag+ (aq)+2NH3 (aq)==Ag( NH3)2+(aq )時，其平衡常數(shù)的表達(dá)式為K穩(wěn)=_______。

②常溫下，K穩(wěn)[Ag(NH3)2+]=1.10×107，反應(yīng)AgCl (s)+2NH3 (aq)Ag( NH3)2+(aq) +Cl-(aq)的化學(xué)平衡常數(shù)K=1.936×10-3，則Ksp(AgCl)=_____。

(4)硫氧化物和氮氧化物是常見的大氣污染物，利用如圖所示發(fā)置(電極均為惰性電極)可吸收SO2，并用陰極排出的溶液吸收NO2。

①電極A的電極反應(yīng)式為______________。

②在堿性條件下，用陰極排出的溶液吸收NO2，使其轉(zhuǎn)化為無害氣體。同時有SO32-生成。該反應(yīng)離子方程式為______________。

Answer 1

【答案】 N2H4（l）+O2(g)=N2(g)+2H2O（l） △H=-622.2kJ/mol 0.25mol/(L·min) < L1 L2 1.76×10-10 SO2+2H2O-2e-=SO42-+4H+ 4S2O42-+2NO2+8OH-=8SO32-+N2+4H2O

【解析】(1). 已知: ① H2(g)+1/2O2(g)==H2O(l) △H1=-285.8kJ/mol，② N2(g)+2H2(g)=N2H4(l) △H2=+50.6kJ/mol，根據(jù)蓋斯定律，①×2—②得：N2H4(l)+O2(g)=N2(g)+2H2O(l) △H=-622.2kJ/mol，故答案為：N2H4(l)+O2(g)=N2(g)+2H2O(l) △H=-622.2kJ/mol；

(2). ①. 4min達(dá)到平衡時，消耗CH4的物質(zhì)的量為n(CH4)=1mol×66.67%，由反應(yīng)方程式可知，生成H2的物質(zhì)的量為n(H2)=3n(CH4)= 1mol×66.67%×3=2mol，則0~4min內(nèi)，用H2表示的該反應(yīng)速率v(H2)=2mol÷2L÷4min=0.25mol/(L·min)，根據(jù)反應(yīng)方程式及上述計算結(jié)果可知，達(dá)到平衡時c(CH4)=mol/L、c(NH3)=mol/L、c(HCN)=mol/L、c(H2)=1mol/L，則平衡常數(shù)K==3，再向平衡后的容器中充入2mo NH3和2molH2，Qc==9.6＞K=3，說明v正＜v逆，平衡逆向移動，故答案為：0.25mol/(L·min)；＜；

② . 該反應(yīng)為吸熱反應(yīng)，升高溫度平衡正向移動，HCN的物質(zhì)的量增大，則L1能正確表示n(HCN)與溫度的關(guān)系；該反應(yīng)為氣體分子總數(shù)增大的反應(yīng)，增大壓強(qiáng)平衡逆向移動，HCN的物質(zhì)的量減小，則L2能正確表示n(HCN)與壓強(qiáng)的關(guān)系，故答案為：L1；L2；

(3). ①. 平衡常數(shù)等于生成物平衡濃度的冪之積除以反應(yīng)物濃度的冪之積，則平衡常數(shù)的表達(dá)式為：K穩(wěn)= ，故答案為：；

②. Ksp(AgCl)=c(Ag+)×c(Cl－)====1.76×10－10，故答案為：1.76×10－10；

(4). ①. 由裝置圖中信息可知電極A為陽極，電極反應(yīng)式為：SO2+2H2O－2e－=SO42－+4H+，故答案為：SO2+2H2O－2e－=SO42－+4H+；

②. 陰極排出的溶液中含有S2O42－，被NO2氧化為SO32－，根據(jù)得失電子守恒和原子守恒，該反應(yīng)的離子方程式為：4S2O42－+2NO2+8OH－=8SO32－+N2+4H2O，故答案為：4S2O42－+2NO2+8OH－=8SO32－+N2+4H2O。