Question

【題目】利用N2和H2可以實(shí)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?dú)怏w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．現(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(shí)，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/（molL﹣1）2	4.1×106	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1K2（填“＞”、“=”或“＜”）；
②在同溫同壓時(shí)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(qiáng)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（[N2H5H2O+]）＞c（H+）＞c（OH﹣）
C．2c（N2H62+）+c（[N2H5H2O]+）+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）＞；AC
（5）N2H62++H2O?[N2H5?H2O]++H+；BCD
【解析】解：（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； 所以答案是：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(jià)是+5價(jià)，而硝酸中氮元素也是+5價(jià)．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+ ． 所以答案是：H2+CO32﹣﹣2e﹣=CO2+H2O；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(shí)，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；所以答案是：13.44；
（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(dòng)，生成物濃度減小，反應(yīng)物濃度增大，所以K1＞K2 ， 所以答案是：＞；②A、不同物質(zhì)的正逆反應(yīng)速率之比等于其計(jì)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(jì)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(cuò)誤；
C、容器內(nèi)壓強(qiáng)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(cuò)誤；故選：AC；
（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+ ，
所以答案是：N2H62++H2O[N2H5H2O]++H+；
②A．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(cuò)誤；
C．根據(jù)電荷守恒可得：2c（N2H62+）+c（[N2H5H2O+]）+c（H+）=c（Cl﹣）+c（OH﹣），故C錯(cuò)誤；
D．根據(jù)A可知顯然D錯(cuò)誤，故D錯(cuò)誤；所以答案是：BCD．
【考點(diǎn)精析】根據(jù)題目的已知條件，利用化學(xué)平衡狀態(tài)的判斷的相關(guān)知識可以得到問題的答案，需要掌握狀態(tài)判斷：①v(B耗)=v(B生)②v(C耗):v(D生)=x : y③c(C)、C%、n(C)%等不變④若A、B、C、D為氣體，且m+n≠x+y，壓強(qiáng)恒定⑤體系顏色不變⑥單位時(shí)間內(nèi)某物質(zhì)內(nèi)化學(xué)鍵的斷裂量等于形成量⑦體系平均式量恒定（m+n ≠ x+y）等．