Question

【題目】含氮化合物在工農業生產中都有重要應用。

（1）氨和肼（N2H4）是兩種最常見的氮氫化物。

己知：4NH3(g)＋3O2(g) 2N2(g)＋6H2O(g) ΔH1=－541.8kJ/mol，化學平衡常數為K1。N2H4(g)＋O2(g) N2(g)＋2H2O(g) ΔH2=－534kJ/mol，化學平衡常數為K2。則用NH3和O2制取N2H4的熱化學方程式為_________，該反應的化學平衡常數K=____（用K1、K2表示）。

（2）對于2NO(g)＋2CO(g) N2(g)＋2CO2(g)，在一定溫度下，于1L的恒容密閉容器中充入0.1molNO和0.3molCO，反應開始進行。

①下列能說明該反應已經達到平衡狀態的是____（填字母代號）。

A．c(CO)=c(CO2) B．容器中混合氣體的密度不變

C．v(N2)正=2v(NO)逆 D．容器中混合氣體的平均摩爾質量不變

②圖1為容器內的壓強（P）與起始壓強（P0）的比值（P/P0）隨時間（t）的變化曲線。0～5min內，該反應的平均反應速率v(N2)= ____，平衡時NO的轉化率為____。

（3）使用間接電化學法可處理燃煤煙氣中的NO，裝置如圖2所示。已知電解池的陰極室中溶液的pH在4～7之間，寫出陰極的電極反應式_________。用離子方程式表示吸收池中除去NO的原理__________________。

Answer 1

【答案】 4NH3(g)＋O2(g) = 2N2H4(g)＋2H2O(g) ΔH=＋526.2kJ/mol D 0.006 mol·L－1·min－1 80% 2HSO3－＋2e－＋2H＋=S2O42－＋2H2O 2NO＋2S2O42－＋2H2O=N2＋4HSO3－

【解析】(1)①4NH3(g)＋3O2(g) 2N2(g)＋6H2O(g) ΔH1=－541.8kJ/mol，化學平衡常數為K1。②N2H4(g)＋O2(g) N2(g)＋2H2O(g) ΔH2=－534kJ/mol，化學平衡常數為K2。根據蓋斯定律，將①-②×2得：4NH3(g)＋O2(g) = 2N2H4(g)＋2H2O(g) ΔH=(－541.8kJ/mol)-(－534kJ/mol)×2=＋526.2kJ/mol，該反應的化學平衡常數K=，故答案為：4NH3(g)＋O2(g) = 2N2H4(g)＋2H2O(g) ΔH=＋526.2kJ/mol； ；

(2)對于2NO(g)＋2CO(g) N2(g)＋2CO2(g)，在一定溫度下，于1L的恒容密閉容器中充入0.1molNO和0.3molCO，反應開始進行。

①A．c(CO)=c(CO2)，不表示濃度變化，不能判斷是否為平衡狀態，故A錯誤；B．反應中氣體的質量不變，體積不變，容器中混合氣體的密度始終不變，不能判斷是否為平衡狀態，故B錯誤；C．v(N2)正=2v(NO)逆表示，應該是2v(N2)正=v(NO)逆，才表示正逆反應速率相等，故C錯誤；D．該反應屬于氣體的物質的量發生變化的反應，容器中混合氣體的平均摩爾質量不變時表示氣體的物質的量不變， 說明是平衡狀態，故D正確；故選D；

②根據容器內的壓強(P)與起始壓強(P0)的比值(P/P0)隨時間(t)的變化曲線，0～5min內， =0.925，根據阿伏伽德羅定律及其推論， =0.925，平衡時 =0.90，

2NO(g)＋ 2CO(g) N2(g)＋2CO2(g)

起始(mol) 0.1 0.3 0 0

反應 2x 2x x 2x

5min及平衡 0.3-2x x 2x

5min時， =0.925，解得x=0.03mol，v(N2)= = 0.006mol·L－1·min－1；平衡時， =0.90，解得x=0.04mol，NO的轉化率=×100%=80%，故答案為：0.006 mol·L－1·min－1；80%；

(3)陰極發生還原反應，是亞硫酸氫根離子，得電子，生成硫代硫酸根離子，電極反應式為：2HSO3-+2e-+2H+═S2O42-+2H2O；硫代硫酸根離子與一氧化氮發生氧化還原反應，生成氮氣，離子反應方程式為：2NO+2S2O42-+2H2O═N2+4HSO3-；故答案為：2HSO3-+2H++2e-=S2O42-+2H2O；2NO+2S2O42-+2H2O=N2+4HSO3-。