Question

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

(1)氨和肼(N2H4)是兩種最常見(jiàn)的氮?dú)浠�物�?/span>

己知：4NH3(g)＋3O2(g)2N2(g)＋6H2O(g) ΔH1=－541.8kJ/mol，化學(xué)平衡常數(shù)為K1。N2H4(g)＋O2(g)N2(g)＋2H2O(g) ΔH2=－534kJ/mol，化學(xué)平衡常數(shù)為K2。則用NH3和O2制取N2H4的熱化學(xué)方程式為___________，該反應(yīng)的化學(xué)平衡常數(shù)K=__________(用K1、K2表示)。

(2)對(duì)于2NO(g)＋2CO(g)N2(g)＋2CO2(g)，在一定溫度下，于1L的恒容密閉容器中充入0.1molNO和0.3molCO，反應(yīng)開(kāi)始進(jìn)行。

①下列能說(shuō)明該反應(yīng)已經(jīng)達(dá)到平衡狀態(tài)的是____________(填字母代號(hào))。

A.c(CO)=c(CO2) B.容器中混合氣體的密度不變

C.v(N2)正=2v(NO)逆 D.容器中混合氣體的平均摩爾質(zhì)量不變

②圖為容器內(nèi)的壓強(qiáng)(P)與起始?jí)簭?qiáng)(P0)的比值(P/P0)隨時(shí)間(t)的變化曲線。0～5min內(nèi)，該反應(yīng)的平均反應(yīng)速率v(N2)= _____________，平衡時(shí)NO的轉(zhuǎn)化率為______________。(已知?dú)怏w的壓強(qiáng)比等于其物質(zhì)的量之比)

(3)使用間接電化學(xué)法可處理燃煤煙氣中的NO，裝置如圖所示。已知電解池的陰極室中溶液的pH在4～7之間，寫(xiě)出陰極的電極反應(yīng)式________________。

Ⅱ.采用氨水吸收煙氣中的 SO2

若氨水與 SO2恰好完全反應(yīng)生成正鹽，則此時(shí)溶液呈_________性(填“酸”或“堿”)。 常溫下弱電解質(zhì)的電離平衡常數(shù)如下：氨水：Kb=1.8×10-5molLˉ1；H2SO3 ： Ka1=1.3×10-2molLˉ1，Ka2=6.3×10-8molLˉ1

Answer 1

【答案】4NH3(g)+O2(g) 2N2H4(g)+2H2O(g) △H=+526.2kJ/mol D 0.006mol/(Lmin) 80% 2HSO3-+2e-+2H+=S2O42-+2H2O 堿

【解析】

I.(1)根據(jù)蓋斯定律分析解答；(2)①根據(jù)平衡狀態(tài)的標(biāo)志和特征結(jié)合方程式分析判斷；②根據(jù)三段式，結(jié)合氣體的壓強(qiáng)比等于其物質(zhì)的量之比計(jì)算解答；(3)結(jié)合圖象，找出陰極的反應(yīng)物、生成物，聯(lián)系電極反應(yīng)式書(shū)寫(xiě)；

Ⅱ.先計(jì)算銨根離子與亞硫酸根的水解平衡常數(shù)，再進(jìn)行判斷。

I.(1)①4NH3(g)＋3O2(g)2N2(g)＋6H2O(g) ΔH1=－541.8kJ/mol，②N2H4(g)＋O2(g)N2(g)＋2H2O(g) ΔH2=－534kJ/mol，根據(jù)蓋斯定律，反應(yīng)①-反應(yīng)②×2即可消去N2，從而得到NH3和O2制取N2H4(g)的熱化學(xué)方程式：4NH3(g)+O2(g) 2N2H4(g)+2H2O(g)△H =△H1-△H2×2 =-541.8kJ/mol+534kJ/mol×2 =526.2kJ/mol，則K=，故答案為：4NH3(g)+O2(g) 2N2H4(g)+2H2O(g) △H=+526.2kJ/mol；；

(2)①對(duì)于2NO(g)＋2CO(g)N2(g)＋2CO2(g)，①A、c(CO)=c(CO2)，濃度相等不表示濃度不變，不能說(shuō)明達(dá)到平衡狀態(tài)，故A錯(cuò)誤；B、由于該反應(yīng)氣體的質(zhì)量不變，體積不變，則密度為定值，所以容器中混合氣體的密度不變，不能說(shuō)明是平衡狀態(tài)，故B錯(cuò)誤；C、v(N2)正=2v(NO)逆，速率不與計(jì)量系數(shù)成正比，不能說(shuō)明是平衡狀態(tài)，故C錯(cuò)誤；D、由于氣體的質(zhì)量不變，但氣體物質(zhì)的量反應(yīng)前后在變化，則混合氣體的平均摩爾質(zhì)量為變量，因此容器中混合氣體的平均摩爾質(zhì)量不變可以說(shuō)明達(dá)到平衡狀態(tài)，故D正確；故答案為：D；

②由題知起始量0.1mol NO和0.3mol CO，設(shè)N2變化量為xmol，

根據(jù)氣體的壓強(qiáng)比等于其物質(zhì)的量之比，則5min時(shí)==，解得x=0.03mol，v(N2)==== 0.006mol/(Lmin)；平衡時(shí)，=，解得x=0.04mol，平衡時(shí)NO的轉(zhuǎn)化率α(NO)=×100%=80%，故答案為：0.006mol/(Lmin)；80%；

(3)由圖可知陰極為HSO3-放電生成S2O42-，結(jié)合電子轉(zhuǎn)移、電荷守恒得出電極反應(yīng)式為：2HSO3-+2e-+2H+=S2O42-+2H2O，故答案為：2HSO3-+2e-+2H+=S2O42-+2H2O；

Ⅱ.①Kh(NH4+)==≈5.6×10-10，Kh(SO32-)==≈1.6×10-7，由于Kh(NH4+)＜Kh(SO32-)，即銨根離子水解程度小于亞硫酸根離子的水解程度，因此亞硫酸銨溶液呈堿性，故答案為：堿。