Question

【題目】含氮的化合物廣泛存在于自然界，是一類非常重要的化合物.回答下列有關(guān)問題：

(1)在一定條件下；2N2(g)+6H2O(g)=4NH3(g)+3O2(g)。已知該反應(yīng)相關(guān)的化學(xué)鍵鍵能數(shù)據(jù)如表一：

表一：

化學(xué)鍵		H-O	N-H	O=O
E/(kJ/mol)	946	463	391	496

則該反應(yīng)的△H=___________kJ/mol

(2)在恒容密閉容器中充入2 molNO2與1molO2發(fā)生反應(yīng)如下：

4NO2(g)+O2(g)2N2O5(g)

①已知在不同溫度下測(cè)得N2O5的物質(zhì)的量隨時(shí)間的變化如圖1所示.常溫下，該反應(yīng)能逆向自發(fā)進(jìn)行，原因是____________________________________________。

②下列有關(guān)該反應(yīng)的說法正確的是___________。

A.擴(kuò)大容器體積，平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng)，混合氣體顏色變深

B.恒溫恒容，再充入2molNO2和1molO2，再次達(dá)到平衡時(shí)NO2轉(zhuǎn)化率增大

C.恒溫恒容，當(dāng)容器內(nèi)的密度不再改變，則反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)

D.若該反應(yīng)的平衡常數(shù)增大，則一定是降低了溫度

(3)N2O5是一種新型綠色硝化劑，其制備可以用硼氫化鈉燃料電池作電源，采用電解法制備得到N2O5，工作原理如圖。則硼氫化鈉燃料電池的負(fù)極反應(yīng)式為______________________。

(4)X、Y、Z、W分別是HNO3、NH4NO3、NaOH、NaNO2四種強(qiáng)電解質(zhì)中的一種。下表二是常溫下濃度均為0.01mol/L的X、Y、Z、W溶液的pH。將X、Y、Z各lmol同時(shí)溶于水中得到混合溶液，則混合溶液中各離子的濃度由大到小的順序?yàn)?/span>______________________。

0.01mol/L的溶液	X	Y	Z	W
pH	12	2	8.5	4.5

(5)氮的氧化物與懸浮在大氣中的海鹽粒子相互作用時(shí)，涉及如下反應(yīng)：

I： 2NO2(g)+NaCl(s) NaNO3(s)+ClNO(g) K1

II： 2NO(g)+Cl2(g) 2ClNO(g) K2

①4NO2(g)+2NaCl(s)2NaNO3(s)+2NO(g)+Cl2(g)的平衡常數(shù)K=___________(用K1、K2表示)

②在恒溫條件下，向2L恒容密閉容器中加入0.2molNO和0.1molCl2，10min時(shí)反應(yīng)Ⅱ達(dá)到平衡測(cè)得10min內(nèi)v(ClNO)=7.5×10－3mol/(L·min)，則平衡時(shí)NO的轉(zhuǎn)化率α1=___________；其他條件不變，反應(yīng)Ⅱ在恒壓條件下進(jìn)行，平衡時(shí)NO的轉(zhuǎn)化率α2=___________α1 (填“>”“<”或“=”)

Answer 1

【答案】+1268 逆反應(yīng)方向的△S＞0 BD BH4-+8OH--8e-=BO2-+6H2O c(Na+)＞c(NO3-)＞c(NO2-)＞c(OH-)＞c(H+) K12/K2 75% ＞

【解析】

（1）根據(jù)△H=反應(yīng)物鍵能總和－生成物鍵能總和=(2×946kJ·mol－1＋6×2×463kJ·mol－1－4×3×391kJ·mol－1－3×496kJ·mol－1)=＋1268kJ·mol－1；

（2）①根據(jù)圖像，II的溫度高于I，升高溫度，平衡向逆反應(yīng)方向進(jìn)行，即該反應(yīng)的正反應(yīng)方向△H<0，能夠自發(fā)進(jìn)行，△G=△H－T△S<0，常溫下，該反應(yīng)能逆向自發(fā)進(jìn)行，原因是逆反應(yīng)方向的△S>0；

②A、擴(kuò)大容器的體積，氣體壓強(qiáng)減小，平衡向逆反應(yīng)方向進(jìn)行，但組分的濃度減小，混合氣體顏色變淺，故A錯(cuò)誤；

B、再充入2molNO2和1molO2，相當(dāng)于增大壓強(qiáng)，平衡向正反應(yīng)方向進(jìn)行，NO2的轉(zhuǎn)化率增大，故B正確；

C、組分都是氣體，即氣體總質(zhì)量不變，容器為恒容裝置，氣體體積不變，根據(jù)密度的定義，任何時(shí)刻，密度保持不變，因此密度不變，不能說明該反應(yīng)達(dá)到平衡，故C錯(cuò)誤；

D、該反應(yīng)平衡常數(shù)增大，說明溫度改變，根據(jù)①的分析，該反應(yīng)為放熱反應(yīng)，因此該反應(yīng)平衡常數(shù)增大，一定是降低溫度，故D正確；

（3）BH4－中B為＋3價(jià)，H為－1價(jià)，BO2－中B為|＋3價(jià)，O為－2價(jià)，根據(jù)裝置圖，－1價(jià)H轉(zhuǎn)變成＋1價(jià)，根據(jù)原電池工作原理，通BH4－和OH－一極為負(fù)極，電極反應(yīng)式為BH4－＋8OH－－8e－=BO2－＋6H2O；

（4）濃度均為0.01mol·L－1，X溶液為堿性，且pH=12，推出X為NaOH，Y溶液顯酸性，且pH=2，推出Y為HNO3，Z溶液顯堿性，pH=8.5，推出Z為NaNO2，同理W為NH4NO3，X、Y、Z各1mol同時(shí)溶于水，NaOH和HNO3恰好完全反應(yīng)，即混合溶液中的溶質(zhì)為NaNO3和NaNO2，NaNO2為強(qiáng)堿弱酸鹽，NO2－發(fā)生水解，溶液顯堿性，即離子濃度大小順序是c(Na＋)>c(NO3－)>c(NO2－)>c(OH－)>c(H＋)；

（5）①K1=c(ClNO)/c2(NO2)，K2=c2(ClNO)/[c(Cl2)×c2(NO)]，K=[c2(NO)×c(Cl2)]/c4(NO2)，因此K=K12/K2；

②10min內(nèi)生成ClCNO的物質(zhì)的量為7.5×10－3mol/(L·min)×2L×10min=0.15mol，則消耗NO的物質(zhì)的量為0.15mol，即NO的轉(zhuǎn)化率為0.15/0.2×100%=75%；該反應(yīng)是氣體物質(zhì)的量減少，反應(yīng)II在恒壓條件下，壓強(qiáng)比恒容時(shí)大，向正反應(yīng)方向進(jìn)行趨勢(shì)大，即恒壓條件下，NO的轉(zhuǎn)化率α2>α1。