Question

【題目】用N2和H2可以實現(xiàn)NH3的工業(yè)合成，而氨又可以進(jìn)一步制備硝酸，在工業(yè)上一般可進(jìn)行連續(xù)生產(chǎn)。請回答下列問題：

（1）已知：N2(g)+O2(g) = 2NO(g)△H=+180．5kJ/mol，N2(g)+3H2(g) 2NH3(g)△H=－92．4kJ/mol，2H2(g)+O2(g) = 2H2O(g) △H=－483．6kJ/mol，寫出氨氣經(jīng)催化氧化完全生成一氧化氮氣體和水蒸氣的熱化學(xué)方程式為_________。

（2）N2O5是一種新型硝化劑，其性質(zhì)和制備受到人們的關(guān)注�，F(xiàn)以H2、O2、熔融鹽Na2CO3組成的燃料電池，采用電解法制備N2O5，裝置如圖所示，其中Y為CO2。

寫出石墨I(xiàn)電極上發(fā)生反應(yīng)的電極反應(yīng)式_______________________________，在電解池中生成N2O5的電極反應(yīng)式為__________________________________。

(3)以甲醇燃料電池為電源，用惰性電極電解飽和NaCl溶液時，每消耗0.2mol CH3OH，陰極產(chǎn)生標(biāo)況下氣體的體積為________L。

（4）在一定體積的密閉容器中，進(jìn)行如下化學(xué)反應(yīng)： N2(g)+3H2(g) 2NH3(g)，其化學(xué)平衡常數(shù)K與溫度t的關(guān)系如下表：

t/K	298	398	498	…
K/(mol·L－1)2	4.1106	K1	K2	…

完成下列問題：

①已知該反應(yīng)能夠自發(fā)進(jìn)行，試比較K1、K2的大�。篕1_______ K2（填“>”、“=”或“<”）；

②在同溫同壓時判斷該反應(yīng)達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài)的依據(jù)是_________（填序號）；

A．2v(H2)（正）=3v(NH3)（逆） B．2v(N2)（正）=v(H2)（逆）

C．容器內(nèi)壓強保持不變 D．混合氣體的密度保持不變

（5）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。

①寫出鹽酸肼第一步水解反應(yīng)的離子方程式__________________________________；

②鹽酸肼水溶液中離子濃度的排列順序不正確的是__________（填序號）。

A．c(Cl－)>c(N2H62+)> c(OH－)> c(H+)

B．c(Cl－)>c([N2H5·H2O]+)> c(H+)>c(OH－)

C．2 c(N2H62+)+ c([N2H5·H2O]+)+c(H+)= c(Cl－)+c(OH－)

D．c(N2H62+)> c(Cl－)>c(H+)>c(OH－)

Answer 1

【答案】（1）4NH3（g）+5O2（g）=4NO（g）+6H2O（g）△H=﹣905.0kJ/mol；

（2）H2+CO32﹣﹣2e﹣=CO2+H2O；N2O4+2HNO3﹣2e﹣=2N2O5+2H+；

（3）13.44；（4）①＞；②AC；

（5）①N2H62++H2O[N2H5H2O]++H+；

②BCD．

【解析】

（1）N2（g）+O2（g）═2NO（g）△H="+180.5kJ/mol" ①

N2（g）+3H2（g）═2NH3（g）△H=﹣92.4kJ/mol ②

2H2（g）+O2（g）═2H2O（g）△H=﹣483.6kJ/mol ③

由蓋斯定律①×2﹣②×2+③×3得：4NH3（g）+5O2（g）═4NO（g）+6H2O（g）△H=905.0kJ/mol；

（2）燃料原電池中，負(fù)極上燃料失電子和碳酸根離子反應(yīng)生成二氧化碳和水，電極反應(yīng)式為H2+CO32﹣﹣2e﹣=CO2+H2O；N2O5中氮元素的化合價是+5價，而硝酸中氮元素也是+5價．因此應(yīng)該在左側(cè)生成N2O5，即在陽極區(qū)域生成，據(jù)電極反應(yīng)離子放電順序可知：陰極發(fā)生2H++2e﹣=H2↑的反應(yīng)，則陽極為N2O4+2HNO3﹣2e﹣=2N2O5+2H+．

（3）用該電池作電源，用惰性電極電解飽和NaCl溶液時，CH3OH﹣6e﹣+8OH﹣=CO32﹣+6H2O，每消耗0.2mol CH3OH，轉(zhuǎn)移電子1.2mol，陰極電極反應(yīng)為2H++2e﹣=H2↑，產(chǎn)生標(biāo)況下氣體的體積=0.6mol×22.4L/mol=13.44L；

（4）①該反應(yīng)正反應(yīng)是放熱反應(yīng)，升高溫度，平衡向逆反應(yīng)方向移動，生成物濃度減小，反應(yīng)物濃度增大，所以K1＞K2，故答案為：＞；

②A、不同物質(zhì)的正逆反應(yīng)速率之比等于其計量數(shù)之比是平衡狀態(tài)，能證明正逆反應(yīng)速率相等，故A正確；

B、不同物質(zhì)的正逆反應(yīng)速率之比等于其計量數(shù)之比是平衡狀態(tài)，2v（N2）（正）=v（H2）（逆）不是平衡狀態(tài)，故B錯誤；

C、容器內(nèi)壓強不變，氣體的物質(zhì)的量不變，該反應(yīng)達(dá)平衡狀態(tài)，故C正確；

D、如果是在密閉容器中反應(yīng)，質(zhì)量不變，體積不變，密度始終不變，故D錯誤；

（5）①因水解與NH4Cl類似，則N2H62+水解結(jié)合H2O電離生成的OH﹣，則水解離子反應(yīng)為N2H62++H2O[N2H5H2O]++H+，

（2）A．由鹽酸肼的化學(xué)式為N2H6Cl2，則c（Cl﹣）＞c（N2H62+），又水解顯酸性，則c（H+）＞c（OH﹣），由水解的程度很弱，則c（N2H62+）＞c（H+），即離子濃度的大小關(guān)系為c（Cl﹣）＞c（N2H62+）＞c（H+）＞c（OH﹣），故A正確；

B．由水解方程式N2H62++H2O[N2H5H2O]++H+，可知c（[N2H5H2O+]）=c（H+），故B錯誤；

C．根據(jù)電荷守恒可得：2c（N2H62+）+c（[N2H5H2O+]）+c（H+）=c（Cl﹣）+c（OH﹣），故C錯誤；

D．根據(jù)A可知顯然D錯誤，故D錯；故答案為：BCD．