Question

【題目】氮的化合物用途廣泛。回答下列問題：

（1）在一定條件下，氮?dú)饽芎退�蒸氣反�?yīng)生成氨氣和氧氣2N2（g）＋6H2O（g）=4NH3（g）＋3O2（g）△H，與該反應(yīng)相關(guān)的化學(xué)鍵鍵能數(shù)據(jù)如下：

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

則該反應(yīng)的△H＝________kJ·mol-1。

（2）在恒容密閉容器中充入2 mol N2O5與1molO2發(fā)生反應(yīng)4NO2 (g) + O2 (g) 2N2O5 (g) △H。

①已知在不同溫度下測得N2O5的物質(zhì)的量隨時(shí)間的變化如圖所示，該反應(yīng)的△H_____0（填“＞”“＜”或“＝”）。高溫下該反應(yīng)能逆向自發(fā)進(jìn)行，其原因是___________________。

②下列有關(guān)該反應(yīng)的說法正確的是_______（填標(biāo)號）。

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

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

C．恒溫恒容，當(dāng)容器內(nèi)的密度保持不變時(shí)，反應(yīng)達(dá)到了平衡狀態(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，工作原理如圖所示。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。下表是常溫下濃度均為0．01molL—1的X、Y、Z、W溶液的pH。將X、Y、Z各1mol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>________。

0．01molL—1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) 2CNO(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0．2 mol NO和0．1 mol Cl2，10min時(shí)反應(yīng)Ⅱ達(dá)到平衡，測得10min內(nèi)v(ClNO)＝7.5×10-3molL-1min-1，則平衡時(shí)NO的轉(zhuǎn)化率α1=____；若其他條件不變，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+) 75% >

【解析】

（1）舊鍵斷裂吸收的能量減去新鍵生成釋放的能量值即為反應(yīng)熱，1mol N2含有1mol N≡N，1 mol H2含有2 mol H-O，1mol NH3含有3 mol N-H，依據(jù)△H=反應(yīng)物的總鍵能-生成物的總鍵能進(jìn)行計(jì)算；
（2）①結(jié)合圖1和“先拐先平數(shù)值大”的原則可知，溫度Ⅰ<Ⅱ，再根據(jù)圖像中溫度升高時(shí)N2O5的物質(zhì)量變化，判斷溫度升高時(shí)平衡移動方向，得出反應(yīng)焓變，又自由能 = △H-T△S<0時(shí)，反應(yīng)能夠自發(fā)進(jìn)行，據(jù)此分析作答；
②

A. 擴(kuò)大容器體積，平衡逆向移動，但各組分濃度都減�。�
B. 恒溫恒容下，再充入2 mol NO2和1 mol O2，相當(dāng)于加壓，平衡正向移動；
C. 容器體積不變，氣體質(zhì)量不變；
D. 正反應(yīng)放熱，降溫平衡正向移動；
（3）由圖2可知，原電池工作時(shí)Na+向正極移動，則原電池的左側(cè)為負(fù)極，BH4－在堿性條件發(fā)生氧化反應(yīng)生成BO2－；
（4）X、Y、Z各1 molL-1同時(shí)溶于水中制得混合溶液，溶液中的溶質(zhì)為等物質(zhì)的量濃度的硝酸鈉和亞硝酸鈉，亞硝酸鈉能水解而使溶液呈堿性，則c（OH-）> c（H+），鈉離子和硝酸根離子都不水解，但鹽類水解較微弱，所以離子濃度大小關(guān)系是c（Na+）>c（NO3-）>c（NO2-）>c（OH-）>c（H+）；
（5）①已知：Ⅰ：2NO2（g）+NaCl（s）NaNO3（s）+ClNO（g），
Ⅱ：2NO（g）+Cl2（g）2ClNO（g），
根據(jù)蓋斯定律Ⅰ×2-Ⅱ可得：4NO2（g）+2NaCl（s）2NaNO3（s）+2NO（g）+Cl2（g），則該反應(yīng)平衡常數(shù)為①的平衡常數(shù)平方與②的商；
②測得10min內(nèi)v（ClNO）=7.5×10-3 molL-1min-1，則△n（ClNO）=7.5×10-3 molL-1min-1×10min×2L = 0.15 mol，由方程式計(jì)算參加反應(yīng)NO、氯氣的物質(zhì)的量，進(jìn)而計(jì)算平衡時(shí)氯氣的物質(zhì)的量、NO的轉(zhuǎn)化率；根據(jù)等效思想分析作答。

(1)△H=反應(yīng)物的總鍵能-生成物的總鍵能= 2×946 kJ/mol+12×463 kJ/mol 12×391 kJ/mol 3×496 kJ/mol = +1268 kJ/mol，

故答案為：+1268；

(2)①由圖1可知，溫度Ⅱ>Ⅰ，升高溫度時(shí)升高時(shí)N2O5的物質(zhì)量減小，說明平衡逆向移動，說明正反應(yīng)放熱，即△H<0；該反應(yīng)的正反應(yīng)放熱，則逆反應(yīng)吸熱，△H>0，若逆反應(yīng)能夠自發(fā)進(jìn)行，則其△HT△S<0，必須要△S>0，

故答案為：<；逆反應(yīng)方向的△S>0；

②

A. 擴(kuò)大容器體積，無論平衡怎樣移動，各組分濃度都減小，混合氣體顏色變淺，故A項(xiàng)錯誤；

B. 該反應(yīng)的正反應(yīng)方向是氣體分子數(shù)減少的方向。與開始加入比例相同加入反應(yīng)物對反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率的影響與加壓的影響相同，平衡正向移動，反應(yīng)物轉(zhuǎn)化率增大，故B項(xiàng)正確；

C. 容器中氣體密度始終不變，所以密度不變不能說明反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)，故C項(xiàng)錯誤；

D. 該反應(yīng)為放熱反應(yīng)，降溫平衡正向移動，化學(xué)平衡常數(shù)增大，故D項(xiàng)正確；

故答案為：BD；

(3)由圖2可知，硼氫化鈉燃料電池的左側(cè)為負(fù)極，BH4－在堿性條件發(fā)生氧化反應(yīng)生成BO2－，電極反應(yīng)式為：BH4－+8OH－ 8e－= BO2－+6H2O，

故答案為：BH4－+8OH－ 8e－= BO2－+6H2O；

(4)X、Y、Z各1molL1同時(shí)溶于水中制得混合溶液，溶液中的溶質(zhì)為等物質(zhì)的量濃度的硝酸鈉和亞硝酸鈉，亞硝酸鈉能水解而使溶液呈堿性，則c(OH)>c(H+),鈉離子和硝酸根離子都不水解，但鹽類水解較微弱，所以離子濃度大小關(guān)系是c(Na+) > c(NO3) > c(NO2) > c(OH) > c(H+)，

故答案為：c(Na+)>c(NO3)>c(NO2)>c(OH)>c(H+)；

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

Ⅱ：2CNO(g) K2

根據(jù)蓋斯定律，Ⅰ×2Ⅱ可得4NO2（g）+2NaCl（s）2NaNO3（s）+2NO（g）+Cl2（g），則該反應(yīng)平衡常數(shù)K = ，

故答案為：；

(2)測得10min內(nèi)v (ClNO) = 7.5×103 molL1min1，則△n(ClNO) = 7.5×103molL1min× 10 min × 2 L = 0.15 mol，

由方程式可知，參加反應(yīng)氯氣的物質(zhì)的量為0.15 mol× = 0.075 mol，故平衡時(shí)氯氣的物質(zhì)的量為0.1 mol 0.075 mol = 0.025 mol；

參加反應(yīng)NO物質(zhì)的量為0.15 mol，則NO的轉(zhuǎn)化率為 × 100% = 75 %；

正反應(yīng)為氣體物質(zhì)的量減小的反應(yīng)，恒溫恒容下條件下，到達(dá)平衡時(shí)壓強(qiáng)比起始壓強(qiáng)小，其他條件保持不變，反應(yīng)(Ⅱ)在恒壓條件下進(jìn)行,等效為在恒溫恒容下的平衡基礎(chǔ)上增大壓強(qiáng)，平衡正向移動，NO轉(zhuǎn)化率增大，故轉(zhuǎn)化率α2 > α1；

故答案為：75%；>。