Question

【題目】研究氮及其化合物的性質(zhì)在人類進步過程中具有極為重要的意義

(1)研究表明,CO與N2O在Fe+作用下發(fā)生反應的能量變化及反應歷程如圖所示，兩步反應分別為①N2O+Fe+=N2+FeO+(慢)；②FeO++CO=CO2+Fe+(快)。由圖可知總反應的化學反應速率由反應____(填“①”或“②”)決定。

(2)工業(yè)生產(chǎn)可以用NH3(g)與CO2(g)經(jīng)兩步可逆反應生成尿素，兩步反應的能量變化示意圖如下：

則NH3(g)與CO2(g)反應生成尿素的熱化學方程式為____________________。

(3)基元反應是指反應物直接轉(zhuǎn)化為產(chǎn)物的反應。飛秒激光為代表的分子動力學可測得過程中出現(xiàn)的物質(zhì)的光譜從而研究反應的機理，反應級數(shù)是速率方程中濃度項的冪次之和，用n表示。反應級數(shù)越大表示濃度對反應速率影響越大。已知：基元反應N2O5═N2O4+O2 v═Kc(N2O5)是一級反應；則基元反應NO2+CO=CO2+NO v=Kc(NO2)c(CO)此反應為__________級反應。（兩個方程涉及的物質(zhì)均為氣態(tài)）若v的單位為mol/(L·S)，用n表示反應級數(shù)，則化學反應速率常數(shù)K的單位通式為_______________。

(4)已知反應：2NO(g)＋2H2(g)N2(g)＋2H2O(g)在1L密閉容器中進行，該反應達到平衡過程測得下表數(shù)據(jù)。

實驗序號	溫度℃	初始NO濃度(mol·L－1)	初始H2濃度(mol·L－1)	NO的平衡轉(zhuǎn)化率
1	110	1.2	1.2	a
2	110	1.0	1.0	50%
3	100	1.0	1.0	b

①在110 ℃時，此反應的化學平衡常數(shù)為________。

②在實驗2的平衡體系中再加入1.0mol NO和0.5 mol N2，平衡將向________方向移動。

③實驗1中，NO的轉(zhuǎn)化率a________50%(填“＞”、“＝”或“＜”)。實驗3中，b的值________(填字母序號)。

A．等于50% B．大于50%

C．小于50% D．由本題所給資料無法判斷

(5)一種直接肼燃料電池的結(jié)構(gòu)如圖所示，回答下列問題

①b為電池的_________極

②負極的電極反應方程式為_________________________________

Answer 1

【答案】① 2NH3(g)+CO2（g）CO(NH2)(s)+ H2O（l）△H=-134kJmol-1 二 或2 Ln-1.mol1-n.s-1 1 正反應 ＞ D 正 負極的電極反應為: N2H4+4OH--4e-= N2↑+4H2O

【解析】

總反應的化學反應速率由速率慢的反應決定；熱反應方程式反應熱根據(jù)蓋斯定律進行計算；根據(jù)化合價變化可知，過氧化氫發(fā)生還原反應生成水，N2H4發(fā)生氧化反應生成氮氣，據(jù)此回答問題。

(1)兩步反應分別為①N2O+Fe+=N2+FeO+(慢)；②FeO++CO=CO2+Fe+(快)�？偡磻�的化學反應速率由速率慢的反應①決定。

(2)根據(jù)蓋斯定律，NH3(g)與CO2(g)反應生成尿素的熱化學方程式為NH3(g)+CO2(g)CO(NH2)(s)+ H2O（l）△H=-272kJmol-1+138kJmol-1=-134kJmol-1。

(3)反應級數(shù)是速率方程中濃度項的冪次之和，基元反應NO2+CO=CO2+NOv=Kc(NO2)c(CO)，濃度項的冪次之和為2，此反應為二級反應。若v的單位為mol/(L·S)，設產(chǎn)物為X，用n表示反應級數(shù)，則化學反應速率常數(shù)K= ，單位通式為Ln-1.mol1-n.s-1。

(4)已知反應：2NO(g)＋2H2(g)N2(g)＋2H2O(g)在1L密閉容器中進行，在110 ℃時該反應達到平衡過程，一氧化氮的轉(zhuǎn)化率為50%，則平衡時一氧化氮的濃度為0.5mol/L，氫氣的濃度為0.5mol/L，生成氮氣的濃度為0.25mol/L，水的濃度為0.5mol/L。

①在110 ℃時，此反應的化學平衡常數(shù)為 。

②在實驗2的平衡體系中再加入1.0mol NO和0.5 mol N2，此時濃度商Q=，即平衡將向正方向移動。

③實驗2與實驗1比較，溫度相同，實驗1反應物濃度較大，故NO的轉(zhuǎn)化率a＞50%。反應的能量變化情況未知，反應熱無法判斷，故降低溫度，轉(zhuǎn)化率大小無法確定，選D由本題所給資料無法判斷。

(5) ①根據(jù)題目箭頭，a極失去電子，發(fā)生氧化反應，為負極；b極得到電子，發(fā)生還原反應，為正極。

②負極為N2H4生成氮氣的反應，電極反應式為N2H4+4OH--4e-= N2↑+4H2O。