Question

【題目】氮及其化合物如NH3及銨鹽、N2H4、N2O4等在中學(xué)化學(xué)、化工工業(yè)、國防等領(lǐng)域占有重要地位。

（1）已知反應(yīng)NO2(g)+CO(g)=NO(g)+CO2(g)的能量變化如圖所示，下列說法正確的是___。

A．圖中A→B的過程為放熱過程

B．1molNO2和1molCO的鍵能總和大于1molNO和1molCO2的鍵能總和

C．該反應(yīng)為氧化還原反應(yīng)

D．1molNO2(g)和1molCO(g)的總能量低于1molNO(g)和1molCO2(g)的總能量

（2）N2O4與NO2之間存在反應(yīng)N2O4(g)2NO2(g)。將一定量的N2O4放入恒容密閉容器中，測得其平衡轉(zhuǎn)化率[a(N2O4)]隨溫度的變化如圖所示。

①由圖推測該反應(yīng)的△H___0（填“>”或“<”），理由為___。

②圖中a點(diǎn)對應(yīng)溫度下，已知N2O4的起始壓強(qiáng)為108kPa，則該溫度下反應(yīng)的平衡常數(shù)Kp=__kPa（用平衡分壓代替平衡濃度計(jì)算，分壓=總壓×物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)）。

③在一定條件下，該反應(yīng)N2O4、NO2的消耗速率與自身壓強(qiáng)間存在關(guān)系v(N2O4)=k1p(N2O4)，v(NO2)=k2p2(NO2)，其中k1、k2是與反應(yīng)溫度有關(guān)的常數(shù)。相應(yīng)的速率壓強(qiáng)關(guān)系如圖所示，一定溫度下，k1、k2與平衡常數(shù)Kp的關(guān)系是k1=__。

（3）以四甲基氯化銨[(CH3)4NCl]水溶液為原料，通過電解法可以制備四甲基氫氧化銨[(CH3)4NOH]，裝置如圖所示。

①收集到(CH3)4NOH的區(qū)域是___(填a、b、c或d)。

②寫出電解池總反應(yīng)(化學(xué)方程式)___。

Answer 1

【答案】C > 溫度升高，α(N2O4)增加，說明平衡右移，該反應(yīng)為吸熱反應(yīng) 115.2 0.5k2Kp d 2(CH3)4NCl+2H2O2(CH3)4NOH+H2↑+Cl2↑

【解析】

（1）根據(jù)圖像中反應(yīng)物和生成物能量相對大小及氧化還原反應(yīng)的特征分析解答；

（2）結(jié)合圖像中轉(zhuǎn)化率的變化運(yùn)用勒夏特列原理分析解答；根據(jù)轉(zhuǎn)化率運(yùn)用三段式法計(jì)算平衡常數(shù)；根據(jù)平衡常數(shù)表達(dá)式及題干信息進(jìn)行相關(guān)計(jì)算；

（3）電解過程中，陰極離子得電子被還原，生成氫氧根離子，所以收集到（CH3）4NOH的區(qū)域是陰極區(qū)；根據(jù)反應(yīng)物與生成物的關(guān)系可知，電解過程中生成產(chǎn)物[（CH3）4NOH]、氫氣和氯氣，據(jù)此書寫電解池總反應(yīng)。

（1）A、由圖象可知，圖中A→B的過程為吸熱過程，故錯(cuò)誤；

B、該反應(yīng)為放熱反應(yīng)，則放熱反應(yīng)反應(yīng)物的鍵能總和小于生成物的鍵能總和，故錯(cuò)誤；

C、反應(yīng)前后氮元素和碳元素的化合價(jià)發(fā)生變化，則為氧化還原反應(yīng)，故正確；

D、該反應(yīng)為放熱反應(yīng)，放熱反應(yīng)反應(yīng)物的總能量大于生成物的總能量，故錯(cuò)誤；

故答案為C；

（2）①由圖所示，隨著溫度升高，平衡轉(zhuǎn)化率增大，說明溫度升高平衡正反應(yīng)方向移動(dòng)，根據(jù)勒夏特列原理，該反應(yīng)為吸熱反應(yīng)，所以△H>0，故答案為： > ；溫度升高，α(N2O4)增加，說明平衡右移，該反應(yīng)為吸熱反應(yīng)；

②由圖像知，a點(diǎn)轉(zhuǎn)化率為0.4，設(shè)起始時(shí)N2O4的物質(zhì)的量為1mol，運(yùn)用三段式法計(jì)算得：

已知N2O4的起始壓強(qiáng)為108kPa，則平衡時(shí)總壓強(qiáng)為108kPa×kPa

則，故答案為：115.2；

③化學(xué)平衡常數(shù)，二者的反應(yīng)速率之比等于其計(jì)量數(shù)之比，所以，即，所以k1=0.5k2Kp，故答案為：0.5k2Kp；

（3）①以四甲基氯化銨[(CH3)4NCl]備四甲基氫氧化銨[(CH3)4NOH]需要?dú)溲醺�離子，在電解過程中，陰極離子得電子被還原，生成氫氧根離子，所以收集到(CH3)4NOH的區(qū)域是陰極區(qū)，即d區(qū)，故答案為：d；

②根據(jù)反應(yīng)物與生成物的關(guān)系可知，電解過程中生成產(chǎn)物[(CH3)4NOH]、氫氣和氯氣，則電解池總反應(yīng)為：2(CH3)4NCl+2H2O2(CH3)4NOH+H2↑+Cl2↑， 故答案為：2(CH3)4NCl+2H2O2(CH3)4NOH+H2↑+Cl2↑。