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(xué)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1 mol N-N鍵吸收167 kJ熱量,生成1 mol N≡N鍵放出942 kJ熱量,請寫出N4氣體轉(zhuǎn)變?yōu)镹2反應(yīng)的熱化學(xué)方程式:                            

(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(yīng)式:                           。

(3)在T1℃時,將5 mol N2O5置于10L固定容積的密閉容器中發(fā)生下列反應(yīng):2N2O5(g)4NO2(g)+O2(g);△H>0。反應(yīng)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(yīng)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__________。

②用O2表示從0~5 min內(nèi)該反應(yīng)的平均速率υ(O2)=         。

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         。

A.壓強            B.密度           C.反應(yīng)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__________。

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減小

 

【答案】

(14分,每空2分) (1) N4(g)=2N2(g);△H=-882 kJ/mol  (2分)

(2) 2NH3 + 6OH- 6e= N2 + 6H2O  (2分)

     (3) ① 0.1×0.44/0.32    12.5%     ② 0.02 mol/(L·min)  ③ AC  (各2分)        (4)B  (2分)

【解析】

試題分析:(1)化學(xué)反應(yīng)的焓變等于反應(yīng)物鍵能和與生成物鍵能和之差。∆H=6mol×167kJ·mol–1–2mol×942 kJ·mol–1=–882kJ·mol–1(1molN4中有6molN—N鍵),故熱化學(xué)方程式為:N4(g)=2N2(g);△H=-882 kJ· mol–1。

(2)氨氣燃料電池的總反應(yīng)為:4NH3 + 3O2 = 2N2 + 6H2O(其產(chǎn)物與燃料反應(yīng)產(chǎn)物相同),則負極反應(yīng):4NH3 - 12e + 12OH = 2N2 + 12H2O 正極反應(yīng):3O2 + 12e + 6H2O = 12OH。

(3) ①設(shè)平衡時n(O2)=xmol,則n(NO2)=4xmol,n(N2O5)=(5-2x)mol,n(總)=xmol+mol+(5-2x)mol=(5+3x)mol,由4x÷(5+3x)=50%可求得x = 1,所以平衡時n(O2)=1mol,則n(NO2)=4mol,n(N2O5)=3mol,n(總)=8mol;進一步求出平衡時各組分的濃度c(O2)=0.1mol·L–1,c(NO2)=0.4mol·L–1,c(O2)=0.3mol·L–1。該反應(yīng)的平衡常數(shù)K=0.1×0.44/0.32,O2的體積分數(shù)為φ(O2)=1÷8=12.5%;②υ(O2)= 0.1mol·L–1÷5min=0.02 mol·L–1·min–1;③反應(yīng)2N2O5(g)4NO2(g)+O2(g)為吸熱反應(yīng),降溫時平衡向逆反應(yīng)方向移動,氣體的物質(zhì)的量減少,則恒容條件下壓強減小且反應(yīng)速率減慢,故選AC。

(4)由于化學(xué)平衡的建立與途徑無關(guān),所以可改變化學(xué)平衡的建立途徑。首先把充入的NO2或N2O4放在另一個容器中,讓其達到與原容器相同的平衡狀態(tài),然后保持壓強不變與原混合氣體混合,此時N2O4與NO2的物質(zhì)的量之比為仍a,最后把混合后的氣體壓縮到與原平衡時相同的體積,則平衡向正反應(yīng)方向移動,N2O4與NO2的物質(zhì)的量之比增大。故答案為B。

考點:考查熱化學(xué)方程式、電極反應(yīng)式、電解方程式等化學(xué)用語的書寫;反應(yīng)熱的計算、化學(xué)平衡有關(guān)計算;化學(xué)平衡移動、等效平衡等內(nèi)容。

 

練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

氮是大氣中含量豐富的一種元素,氮及其化合物在生產(chǎn)、生話中有著重要作用,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(xué)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1molN-N鍵吸收167kJ熱量,生成1molN≡N鍵放出942kJ熱量,請寫出N4氣體轉(zhuǎn)變?yōu)镹2反應(yīng)的熱化學(xué)方程式:
N4(g)=2N2(g)△H=-882KJ/mol
N4(g)=2N2(g)△H=-882KJ/mol

(2)已知NH3在純氧氣中燃燒可生成N2和水.據(jù)報道,NH3可直接用作車用堿性燃料電池,寫出該電池的負極反應(yīng)式:
2NH3+6OH--6e-=N2+6H2O
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(yīng):2N2O5(g)?4NO2(g)+O2(g);△H>0.反應(yīng)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上述平衡體系中O2的體積分數(shù)為
12.5%
12.5%
,N2O5的物質(zhì)的量為
3
3
mol.
②用O2表示從0~5min內(nèi)該反應(yīng)的平均速率v(O2)=
0.02mol/(L?min)
0.02mol/(L?min)

③該溫度下的平衡常數(shù)K=
0.1×(0.4)4
(0.3)2
0.1×(0.4)4
(0.3)2
 (代入數(shù)字表達式,不必計算化簡)
④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
AC

A.壓強    B.密度    C.反應(yīng)速率D.N2O5的濃度.

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

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(xué)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1 mol N-N鍵吸收167 kJ熱量,生成1 molN≡N鍵放出942 kJ熱量,請寫出N4氣體轉(zhuǎn)變?yōu)镹2反應(yīng)的熱化學(xué)方程式:______________________。

(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(yīng)式:

__________________________________________________________________________。

(3)在T1℃時,將5 mol N2O5置于10 L固定容積的密閉容器中發(fā)生下列反應(yīng):2N2O5(g)4NO2(g)+O2(g);△H>0。反應(yīng)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上述平衡體系中O2的體積分數(shù)為__________,N2O5的物質(zhì)的量為__________mol。

②用O2表示從0~5 min內(nèi)該反應(yīng)的平均速率υ(O2)= __________。

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__________。

A.壓強     B.密度       C.反應(yīng)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__________。

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減小

 

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科目:高中化學(xué) 來源:2011屆浙江省杭州高級中學(xué)高三高考全真模擬卷(理綜)化學(xué)試題 題型:填空題

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(xué)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1 mol N-N鍵吸收167 kJ熱量,生成1 mol N≡N鍵放出942 kJ熱量,請寫出N4氣體轉(zhuǎn)變?yōu)镹2反應(yīng)的熱化學(xué)方程式:______________________。
(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(yīng)式:
__________________________________________________________________________。
(3)在T1℃時,將5 mol N2O5置于10 L固定容積的密閉容器中發(fā)生下列反應(yīng):2N2O5(g)4NO2(g)+O2(g);△H>0。反應(yīng)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上述平衡體系中O2的體積分數(shù)為__________,N2O5的物質(zhì)的量為__________mol。
②用O2表示從0~5 min內(nèi)該反應(yīng)的平均速率υ(O2)= __________。
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__________。
A.壓強      B.密度       C.反應(yīng)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__________。
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減小

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科目:高中化學(xué) 來源:2010-2011學(xué)年浙江省高三高考全真模擬卷(理綜)化學(xué)試題 題型:填空題

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(xué)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1 mol N-N鍵吸收167 kJ熱量,生成1 mol N≡N鍵放出942 kJ熱量,請寫出N4氣體轉(zhuǎn)變?yōu)镹2反應(yīng)的熱化學(xué)方程式:______________________。

(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(yīng)式:

__________________________________________________________________________。

(3)在T1℃時,將5 mol N2O5置于10 L固定容積的密閉容器中發(fā)生下列反應(yīng):2N2O5(g)4NO2(g)+O2(g);△H>0。反應(yīng)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上述平衡體系中O2的體積分數(shù)為__________,N2O5的物質(zhì)的量為__________mol。

②用O2表示從0~5 min內(nèi)該反應(yīng)的平均速率υ(O2)= __________。

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__________。

A.壓強      B.密度       C.反應(yīng)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__________。

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減小

 

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