Question

【題目】含氮化合物是化工、能源、環(huán)保等領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)。回答下列問題：

（1）N2O在金粉表面發(fā)生熱分解反應(yīng)：2N2O(g)2N2(g)+O2(g) H

己知：4NH3(g)+3O2(g)=2N2(g)+6H2O(l) H1

2NH3(g)+3N2O(g)=4N2(g)+3H2O(l) H2

H=____(用含H1、H2的代數(shù)式表示)。

（2）一氧化二氮可反生2N2O(g)2N2(g)+O2(g)。不同溫度(T)，N2O分解半哀期隨起始壓強(qiáng)的變化關(guān)系如圖所示(圖中半衰期指任一濃度N2O消耗一半時所需的相應(yīng)時間)，則T1___T2(填“>”、“=”或“<”)。當(dāng)溫度為T1、起始壓強(qiáng)為P0，反應(yīng)至t1min時，體系壓強(qiáng)P=____(用P0表示)。

（3）將NH3與O2按體積比4：5充入剛性容器中，起始體系總壓強(qiáng)為P0kPa，分別在催化劑M、N作用下發(fā)生反應(yīng)4NH3(g)+5O2(g)=4NO(g)+6H2O(g) H3=-905.0kJ/mol，NH3的分壓(P)與時間和溫度的關(guān)系如圖所示：

①催化劑的催化效果：M____N(填“強(qiáng)于”或“弱于”)。

②T°C時，0~12.5min內(nèi)P(NH3)減小量___(填“>”、“=”或“<”)12.5~25min內(nèi)P(NH3)減小量，理由為___。

（4）NaClO2是一種綠色消毒劑和漂白劑，工業(yè)上采用電解法制備NaClO2的原理如圖所示。

①交換膜應(yīng)選用___(填“陽離子交換膜”或“陰離子交換膜”)。

②陽極的電極反應(yīng)式為_____。

Answer 1

【答案】△H2-△H1 > 1.25p0 弱與 > 反應(yīng)物的濃度逐漸減小，反應(yīng)速率減慢 陽離子交換膜 2Cl--2e-=Cl2↑

【解析】

（1）已知：①4NH3（g）+3O2（g）=2N2（g）+6H2O（1）△H1
②2NH3（g）+3N2O（g）=4N2（g）+3H2O（1）△H2
蓋斯定律計算（②×2-①）×得到N2O在金粉表面發(fā)生熱分解：2N2O（g）=2N2（g）+O2（g）△H=△H2-△H1；

（2）溫度越高，反應(yīng)越快，半衰期越短，等壓強(qiáng)p0下可以看出T2下的半衰期長因此T1大于T2；

壓強(qiáng)之比等于物質(zhì)的量之比，半衰期指的是任一濃度N2O消耗一半所需要的時間，由反應(yīng)方程式可知，設(shè)起始時有2molN2O，t1時生成1mol N2和0.5mol O2，還剩1molN2O，故混合氣體的總物質(zhì)的量為（1+0.5+1）mol=2.5mol，因此在T1、p0下反應(yīng)后的物質(zhì)的量是起始的1.25倍，故p=1.25p0；

（3）①該反應(yīng)焓變小于0，正反應(yīng)為放熱反應(yīng)，溫度越高平衡左移，氨氣的平衡分壓越高，所以T1>T2，據(jù)圖可知在N催化劑的作用下溫度較低的反應(yīng)先達(dá)到平衡，說明M的催化效果弱與N的催化效果；

②隨著反應(yīng)進(jìn)行，反應(yīng)物的濃度逐漸減小，反應(yīng)速率減慢，所以0~12.5min內(nèi)P(NH3)減小量大于12.5~25min內(nèi)P(NH3)減小量；

（4）①由ClO2→NaClO2可知，Cl的化合價降低，所以ClO2發(fā)生失去電子的氧化反應(yīng)，即A電極為電解池的陰極，電極反應(yīng)式為ClO2+e-=ClO2-，結(jié)合Na+生成NaClO2，所以鈉離子由陽極區(qū)移向陰極區(qū)，則離子交換膜為陽離子交換膜；
②陽極區(qū)Cl-失去電子生成Cl2，電極反應(yīng)式為2Cl--2e-=Cl2↑。