Question

【題目】含氮化合物在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中都有重要應(yīng)用。

（1）肼（N2H4）與亞硝酸反應(yīng)可生成氮的另一種氫化物，在標(biāo)準(zhǔn)狀況下，該氫化物氣體的密度為1.92g/L，且其中氮元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.977，則該反應(yīng)的化學(xué)方程式為____.

（2）二氧化氮在一定條件下，可以發(fā)生如下反應(yīng)：SO2(g)+NO2(g) SO3(g)+NO(g) △H= -42kJ·mol-1，在2L的恒容密閉容器中充入SO2(g)和NO2(g)所得實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如下：

實(shí)驗(yàn)編號	溫度	起始物質(zhì)的量mol		平衡時物質(zhì)的量/mol
		n(SO2)	n(NO2)	n(NO)
甲	T1	4.0	1.0	0.9
乙	T2	1.0	4.0	0.8
丙	T2	0.4	0.6	a

①在實(shí)驗(yàn)甲中，若2min時測得放出的熱量是8.4kJ，0～2min時間內(nèi)，用SO2表示的平均反應(yīng)速率v(SO2)=_______________，該溫度下的平衡常數(shù)為_________。（結(jié)果保留到小數(shù)點(diǎn)后兩位）

②由表中數(shù)據(jù)可推知：T1_______T2（填“>”“<”或“=”）

③實(shí)驗(yàn)丙中，達(dá)到平衡時NO2的轉(zhuǎn)化率為______________.

（3）工業(yè)上可以用氨水將SO2轉(zhuǎn)化為NH4HSO3，再氧化成(NH4)2SO4。室溫下測得NH4HSO3溶液pH為6，則溶液的________________________.（已知：H2SO3的Kal =1.5×10-2Ka2 =1.0×10-7）

（4）使用間接電化學(xué)法可以處理煤煙氣中的NO，裝置如圖，已知電解池溶液的pH在4～7之間，寫出陰極的電極反應(yīng)式__________________。

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Answer 1

【答案】 N2H4+HNO2＝HN3+2H2O 0.05 mol·L-1·min-1 2.61 ＜ 40﹪ 1500 2HSO3－+2e－＝S2 O42－+2OH－或2HSO3－+2e－+2H+＝S2 O42－+2H2O

【解析】（1）肼（N2H4）與亞硝酸反應(yīng)可生成氮的另一種氫化物，在標(biāo)準(zhǔn)狀況下，該氫化物氣體的密度為1.92g/L，則該氫化物的摩爾質(zhì)量為，又知其中氮元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.977，則該氫化物分子中N原子的數(shù)目為，因此，其分子式為HN3，該反應(yīng)的化學(xué)方程式為N2H4+HNO2＝HN3+2H2O.

（2）①在實(shí)驗(yàn)甲中，若2min時測得放出的熱量是8.4kJ，則0～2min時間內(nèi)SO2的變化量為0.2mol，用SO2表示的平均反應(yīng)速率v(SO2)=0.05 mol·L-1·min-1。達(dá)到平衡時，NO的變化量為0.9mol，則其他幾種物質(zhì)的變化量也是0.9mol，SO2、NO2、SO3、NO的平衡量分別為3.1mol、0.1mol、0.9mol、0.9mol，SO2、NO2、SO3、NO的平衡濃度分別為1.55mol/L、0.05mol/L、0.45mol/L、0.45mol/L，該溫度下的平衡常數(shù)為2.61。

②由表中數(shù)據(jù)可知，乙中投料與甲中相當(dāng)，但NO的平衡量較小，故乙的平衡常數(shù)較小，由于該反應(yīng)是放熱反應(yīng)，所以T1＜T2；

③由實(shí)驗(yàn)乙可以求出該反應(yīng)在T2溫度下的平衡常數(shù)為1，設(shè)實(shí)驗(yàn)丙中NO2的轉(zhuǎn)化率為x，則NO2的變化量為0.6x，其他幾種物質(zhì)的變化量也是0.6x，SO2、NO2、SO3、NO的平衡濃度分別為0.2-0.3x、0.3-0.3x、0.3x、0.3x，則有，解之得x=0.4，所以，達(dá)到平衡時NO2的轉(zhuǎn)化率為40﹪.

（3）室溫下測得NH4HSO3溶液pH為6，c()，Kal Ka2 =1.5×10-21.0×10-7=1.5×10-9，則溶液的.

（4）電解池中電解質(zhì)溶液的pH在4～7之間，由圖中信息可知，HSO3－在陰極上被還原為S2 O42－，則陰極的電極反應(yīng)式2HSO3－+2e－＝S2 O42－+2OH－或2HSO3－+2e－+2H+＝S2 O42－+2H2O。