氮是大氣中含量豐富的一種元素,氮及其化合物在生產(chǎn)、生活中有著重要作用,減少氮氧化物的排放是環(huán)境保護的重要內(nèi)容之一.請回答下列氮及其化合物的相關(guān)問題:

(1)據(jù)報道,意大利科學家獲得了極具研究價值的N4,其分子結(jié)構(gòu)與白磷分子的正四面體結(jié)構(gòu)相似.已知斷裂1mol N﹣N鍵吸收167kJ熱量,生成1mol N≡N鍵放出942kJ熱量,請寫出N4氣體轉(zhuǎn)變?yōu)镹2反應的熱化學方程式: N4(g)=2N2(g);△H=﹣882kJ/mol。

(2)據(jù)報道,NH3可直接用作車用燃料電池,寫出該電池的負極反應式: 2NH3+6OH﹣﹣6e﹣=N2+6H2O。

(3)在T1℃時,將5mol N2O5置于10L固定容積的密閉容器中發(fā)生下列反應:2N2O5(g)⇌4NO2(g)+O2(g);△H>0.反應至5分鐘時各物質(zhì)的濃度不再發(fā)生變化,測得NO2的體積分數(shù)為50%.

①求該反應的平衡常數(shù)K=  (數(shù)字代入式子即可),上述平衡體系中O2的體積分數(shù)為 12.5%。

②用O2表示從0~5min內(nèi)該反應的平均速率υ(O2)= 0.02mol/(L•min)。

③將上述平衡體系的溫度降至T2℃,密閉容器內(nèi)減小的物理量有 AC .

A.壓強      B.密度       C.反應速率       D.N2O5的濃度

(4)在恒溫恒容的密閉容器中充入NO2,建立如下平衡:2NO2(g)⇌N2O4(g),平衡時N2O4與NO2的物質(zhì)的量之比為a,其它條件不變的情況下,分別再充入NO2和再充入N2O4,平衡后引起的變化正確的是 B .

A.都引起a減小

B.都引起a增大

C.充入NO2引起a減小,充入N2O4引起a增大

D.充入NO2引起a增大,充入N2O4引起a減。


考點:

化學平衡的影響因素;熱化學方程式;電極反應和電池反應方程式..

分析:

(1)N4氣體轉(zhuǎn)變?yōu)镹2氣體先破壞N4分子N﹣N鍵吸收能量,再生成N2分子形成N≡N鍵放出能量,注意一個N4分子中含有6個N﹣N鍵,根據(jù)能量的變化寫出熱化學反應方程式;

(2)原電池中,負極上失去電子發(fā)生氧化反應,注意結(jié)合電解質(zhì)溶液的酸堿性寫電極反應式;

(3)根據(jù)三段式計算出各組分的物質(zhì)的量的變化量、平衡時各組分的物質(zhì)的量;

①平衡常數(shù)指生成物濃度的系數(shù)次冪之積與反應物濃度系數(shù)次冪之積的比值,即k=;根據(jù)體積分數(shù)等于氧氣物質(zhì)的量除以混合氣體總物質(zhì)的量計算O2的體積分數(shù);

②根據(jù)v=計算v(O2);

③該反應為吸熱反應,降低溫度平衡向逆反應進行,再根據(jù)選項具體分析;

(4)平衡后分別再充入NO2和再充入N2O4,相當于增大體系壓強,二氧化氮平衡轉(zhuǎn)化率增大,平衡時N2O4與NO2的物質(zhì)的量之比為a增大;

解答:

解:(1)根據(jù)原子守恒知,一個N4分子生成2個N2分子,一個N4分子中含有6個N﹣N鍵,破壞1molN4分子中含有6molN﹣N鍵需要吸收167kJ/mol×6mol=1002kJ能量;

生成2molN≡N鍵放出942kJ/mol×2mol=1884kJ能量,所以該反應放出1884kJ﹣1002kJ=882kJ能量,所以熱化學反應方程式為N4(g)=2N2(g)△H=﹣882kJ/mol,

故答案為:N4(g)=2N2(g)△H=﹣882kJ/mol;

(2)原電池中,負極上失去電子發(fā)生氧化反應,該反應中氨氣發(fā)生氧化反應,所以負極上發(fā)生的反應是:氨氣失電子和氫氧根離子反應生成氮氣和水,電極反應式為

2NH3+6OH﹣﹣6e﹣=N2+6H2O,故答案為:2NH3+6OH﹣﹣6e﹣=N2+6H2O;

(3)令平衡時O2的物質(zhì)的量為nmol,則

    對于反應 2N2O5(g)⇌4NO2(g)+O2(g),

開始(mol):5            0         0

變化(mol):2n           4n        n

平衡(mol):5﹣2n         4n        n

所以×100%=50%,解得n=1,

①由上述計算知平衡時N2O53mol、NO24mol、O21mol.所以平衡時N2O5的濃度為=0.3mol/L,平衡時NO2的濃度為=0.4mol/L,平衡時O2的濃度為=0.1mol/L,

所以平衡常數(shù)k==,

平衡時O2的物質(zhì)的量為NO2的,所以O(shè)2的體積分數(shù)也為NO2的體積分數(shù)的,

所以O(shè)2的體積分數(shù)為×50%=12.5%,

故答案為:,;12.5%;

②由上述計算知平衡時O2的質(zhì)的量為1mol,

從0~5min內(nèi)用O2表示該反應的平均速率v(O2)==0.02mol/(L•min),

故答案為:0.02mol/(L•min);

③A.該反應正反應為吸熱反應,降低溫度平衡向逆反應進行,由于反應前氣體體積比反應后小,所以壓強減小,故A正確;

B.都為氣體,總質(zhì)量不變,體積不變,所以密度不變,故B錯誤;

C.溫度降低,反應速率降低,故C正確;

D.該反應正反應為吸熱反應,降低溫度平衡向逆反應進行,N2O5的濃度增加,故D錯誤.

故選:AC;

(4)在恒溫恒容的密閉容器中充入NO2,建立如下平衡:2NO2(g)⇌N2O4(g),平衡后分別再充入NO2和再充入N2O4,相當于增大體系壓強,二氧化氮平衡轉(zhuǎn)化率增大,平衡時N2O4與NO2的物質(zhì)的量之比為a增大;

故答案為:B.

點評:

本題考查了反應熱、原電池電極反應、平衡常數(shù)反應速率的影響因素分析判斷,化學平衡移動、化學平衡常數(shù)及計算等,難度中等,考查學生分析和解決問題的能力和對知識的掌握.


練習冊系列答案
相關(guān)習題

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能正確表示下列反應的離子方程式是                 (  )

A.硫酸鋁溶液中加入過量氨水:Al3+3OH===Al(OH)3

B.碳酸鈉溶液中加入澄清石灰水:Ca(OH)2+CO===CaCO3↓+2OH

C.冷的氫氧化鈉溶液中通入氯氣:Cl2+2OH===ClO+Cl+ H2O

D.稀硫酸中加入鐵粉:2Fe+6H===2Fe3+3H2

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下列曲線圖(縱坐標為沉淀的量,橫坐標為加入物的量)與對應選項不正確的是(  )

 

A.

向1L濃度均為0.1mol/L的Ba(OH)2、NaAlO2混合液中加入0.1 mol/L稀H2SO4溶液

 

B.

向含有0.1 mol/L AlCl3和0.3mol/L NH4Cl的1L混合液中加入0.1mol/L NaOH溶液

 

C.

向燒堿溶液中滴加明礬溶液

 

D.

向Ca(OH)2溶液中逐漸通入二氧化碳

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小明做實驗時不小心沾了一些KMnO4,皮膚上的黑斑很久才能消除,如果用草酸的稀溶液洗滌馬上可以復原,其離子方程式為:MnO4﹣+H2C2O4+H+→CO2↑+Mn2++□(未配平).關(guān)于此反應的敘述正確的是( 。

 

A.

該反應的氧化劑是H2C2O4

B.

1molMnO4﹣在反應中失去5mol電子

 

C.

該反應右框內(nèi)的產(chǎn)物是OH﹣

D.

配平該反應后,H+的計量數(shù)是6

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科目:高中化學 來源: 題型:


下列實驗操作或結(jié)論表述正確的是(  )

 

A.

紙層析實驗中若選擇水做固定相,有機溶劑做流動相,則親水性強的成分在流動相中分配的少一些,在毛細現(xiàn)象作用下,隨流動相移動的速度快一些

 

B.

判斷CuO和MnO2對H2O2分解的催化效率,可通過比較H2O2溶液析出氣泡的快慢程度,或測定單位時間內(nèi)產(chǎn)生氧氣的體積

 

C.

食醋總酸含量測定實驗中,實驗結(jié)束時堿式滴定管尖嘴部位有氣泡,則測定的醋酸含量偏高

 

D.

將硫酸亞鐵和硫酸銨的混合溶液加熱濃縮,冷卻結(jié)晶后可析出摩爾鹽粗產(chǎn)品,再用酒精洗去晶體表面的水分,加熱烘干后稱重,計算產(chǎn)率

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寫出下列典型物質(zhì)的電離方程式

(1)H2SO4________________________________________________________________;

(2)H2CO3________________________________________________________________;

(3)NaHSO4______________________________________________________________;

(4)NaHCO3______________________________________________________________;

(5)NaHSO4(熔融)________________________________________________________;

(6)Al2O3(熔融)__________________________________________________________。

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在復鹽NH4Fe(SO4)2溶液中逐滴加入Ba(OH)2溶液,可能發(fā)生的反應的離子方程式是

A.Fe2++SO+Ba2++2OH=BaSO4↓+Fe(OH)2

B.NH+Fe3++ 2SO+ 2Ba2++ 4OH=2BaSO4↓+ Fe(OH)3↓+ NH3·H2O

C.2Fe3++ 3SO+ 3Ba2++6OH=3BaSO4↓+ 2Fe(OH)3

D.3NH+ Fe3++3SO+ 3Ba2++ 6OH=3BaSO4↓+Fe(OH)3↓+3NH3·H2O

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某同學稱取一定質(zhì)量的MgCl2體配成溶液,在該溶液中加入一定量的稀鹽酸,然后向此混合溶液中逐滴加入NaOH溶液(如圖甲所示)。滴加過程中產(chǎn)生沉淀的質(zhì)量與加入NaOH溶液的體積的關(guān)系如圖乙所示。

請回答下列問題:

(1)溶解MgCl2固體所用的玻璃儀器有________(填字母)。

a.天平 b.燒杯 c.漏斗 d.玻璃棒

(2)OA段反應的離子方程式為________________________________________________________________________。

(3)AB段反應的離子方程式為________________________________________________________________________。

(4)在B點對應的溶液中滴加AgNO3溶液,觀察到的現(xiàn)象是________,反應的離子方程式為________________________。

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用高鐵酸鈉(Na2FeO4)對水消毒是城市飲用水處理的新技術(shù)。已知反應:Fe2O3+3Na2O2===2Na2FeO4+Na2O,下列說法正確的是                          (  )

A.Na2O2既是氧化劑又是還原劑

B.Na2FeO4既是氧化產(chǎn)物又是還原產(chǎn)物

C.3 mol Na2O2發(fā)生反應,有12 mol電子轉(zhuǎn)移

D.在Na2FeO4中Fe為+4價,具有強氧化性,能消毒殺菌

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