Question

【題目】氮是地球上含量豐富的一種元素，氮及其化合物在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、生活中有著重要作用。請回答下列有關(guān)含氮物質(zhì)的問題：

(1)圖是1molNO2和1molCO反應(yīng)生成CO2和NO過程中能量變化示意圖，請寫出NO2和CO反應(yīng)的熱化學方程式______________________________________________；

恒溫恒容條件下，不能說明該反應(yīng)已達到平衡狀態(tài)的是________填序號。

A.容器內(nèi)混合氣體顏色不再變化 容器內(nèi)的壓強保持不變

C.v逆(NO2)=v正(NO) 容器內(nèi)混合氣體密度保持不變

(2)汽車尾氣里含有的NO氣體是由于內(nèi)燃機燃燒的高溫引起氮氣和氧氣反應(yīng)所致：

N2(g)+O2(g)2NO(g) H>0，已知該反應(yīng)在2404℃時，平衡常數(shù)K=64×10-4。

該溫度下，某時刻測得容器內(nèi)N2、O2、NO的濃度分別為2.5×10-1mol/L、4.0×10-2mol/L和3.0×10-3mol/L，此時反應(yīng)的正反應(yīng)速率和逆反應(yīng)速率的關(guān)系：v正_____v逆(填“>”、“<”或“=”)。

(3)肼-空氣燃料電池是一種堿性燃料電池，電解質(zhì)溶液是20%~30%的KOH溶液�？傠姵胤磻�(yīng)為N2H4+O2=N2+2H2O。該電池放電時，負極的電極反應(yīng)式是______________。

(4)鹽酸肼(N2H6Cl2)是一種重要的化工原料，屬于離子化合物，易溶于水，溶液呈酸性，水解原理與NH4Cl類似。寫出鹽酸肼第一步水解反應(yīng)的離子方程式____________。

Answer 1

【答案】NO2(g)+CO(g)=CO2(g)+NO(g) H=-234kJ/mol BD > N2H4+4OH- - 4e- =N2↑+4H2O N2H62++H2O[N2H5H2O]++H+

【解析】

(1)根據(jù)圖像判斷焓變，再寫熱化學方程式；

A.容器內(nèi)混合氣體顏色不再變化時，則氣體濃度不變，達到平衡；

B.該反應(yīng)為氣體氣體的總物質(zhì)的量不變，則容器內(nèi)壓強不變，壓強不能判斷反應(yīng)達到平衡；

C.化學反應(yīng)速率之比等于化學計量數(shù)之比，反應(yīng)到達平衡，同一物種的正逆反應(yīng)速率相等，v逆(NO2)=v正(NO)，達到平衡狀態(tài)；

D.恒容體積不變，混合氣體的質(zhì)量不變，則容器內(nèi)混合氣體密度始終不變，密度不能說明反應(yīng)到達平衡；

(2)根據(jù)Qc與K的關(guān)系判斷；

(3)負極失電子，發(fā)生氧化反應(yīng)，生成氮氣；

(4)由N2H6Cl2與NH4Cl類似推測。

(1)由圖可知，1molNO2和1molCO反應(yīng)生成CO2和NO放出熱量234kJ，則NO2和CO反應(yīng)的熱化學方程式為NO2(g)+CO(g)=CO2(g)+NO(g) H=-234kJ/mol；

A.容器內(nèi)混合氣體顏色不再變化時，氣體濃度不變，達到平衡，與題意不符，A錯誤；

B.該反應(yīng)為氣體氣體的總物質(zhì)的量不變，則容器內(nèi)壓強不變，壓強不能判斷反應(yīng)達到平衡，符合題意，B正確；

C.化學反應(yīng)速率之比等于化學計量數(shù)之比，反應(yīng)到達平衡，同一物種的正逆反應(yīng)速率相等，v逆(NO2)=v正(NO)，達到平衡狀態(tài)，與題意不符，C錯誤；

D.恒容體積不變，混合氣體的質(zhì)量不變，則容器內(nèi)混合氣體密度始終不變，密度不能說明反應(yīng)到達平衡，符合題意，D正確；

答案為BD；

(2)該溫度下，某時刻測得容器內(nèi)N2、O2、NO的濃度分別為2.5×10-1mol/L、4.0×10-2mol/L和3.0×10-3mol/L，Qc==9×10-4<K，則反應(yīng)應(yīng)向正反應(yīng)方向進行，則v正大于v逆；

(3)肼--空氣燃料電池是一種堿性燃料電池工作時，負極發(fā)生氧化反應(yīng)，負極反應(yīng)式為N2H4+4OH- - 4e- =N2↑+4H2O；

(4)由N2H6Cl2與NH4Cl類似，而N2H4是二元堿而NH3是一元堿，則鹽酸肼第一步水解反應(yīng)的離子方程式為N2H62++H2O[N2H5H2O]++H+。