Question

【題目】(15分)按要求回答下列有關問題。

（1）據(jù)報道，科學家新研發(fā)出一種常溫下催化合成NH3的方法：2N2(g)+6H2O(l)=4NH3(g)+3O2(g)

已知如下信息：

①化合物的生成熱可以表示其相對能量�；瘜W上，規(guī)定標準狀況下穩(wěn)定單質(zhì)的生成熱為0。幾種物質(zhì)的生成熱：NH3(g)為mkJ·mol-1，H2O(l)為nkJ·mol-1。

反應的△H=產(chǎn)物的生成熱之和---反應物的生成熱之和

②幾種化學鍵的鍵能數(shù)據(jù)如下：

上述反應中，△H=_______kJ·mol-1，H-N鍵的鍵能為_______kJ·mol-1。

（2）二氧化硫在一定條件下可以發(fā)生如下反應：

SO2(g)+NO2(g)SO3(g)+NO(g)，△H= -42kJ·mol-1，在1L恒容密閉容器中充入SO2(g)和NO2(g)，所得實驗數(shù)據(jù)如下：

實驗編號	溫度	起始時物質(zhì)的量/mol		平衡時物質(zhì)的量/mol
		N(SO2)	N(NO2)	N(NO)
甲	T1	0.80	0.20	0.18
乙	T2	0.20	0.80	0.16
丙	T3	0.20	0.30	a

①實驗甲中，若2min時測得放出的熱量是4.2kJ，則0~2min時間內(nèi)，用SO2(g)表示的平均反應速率v(SO2)=_____________________；

②實驗丙中，達到平衡時，NO2的轉(zhuǎn)化率為____________；

③由表中數(shù)據(jù)可推知，Tl______T2(填“＞”“＜’’或“=”)；

（3）對反應N2O4(g)2NO2(g) △H＞0 在溫度為Tl、T2時平衡體系中NO2的體積分數(shù)隨壓強變化曲線如圖所示，下列說法正確的是__________。

a．A、C兩點的反應速率：A＞C

b．A、C兩點氣體的顏色：A深，C淺

c．由狀態(tài)A到狀態(tài)B，可以用加熱的方法

d．A、C兩點的化學平衡常數(shù)：A=C

（4）工業(yè)上，采用石墨、鐵棒作為電極，電解除去廢水中的CN-(N為-3價，下同)，裝置如圖所示，通電過程中，陽極區(qū)兩種離子的放電產(chǎn)物會進一步發(fā)生反應，其方程式為：C12+CNO-+OH-→□+Cl-+CO32-+H2O(未配平)。最終陰、陽兩極均有無色無味氣體產(chǎn)生。

①鐵電極應連接直流電源的____________(填寫電極名稱)。

②上述反應方程式配平后“□”內(nèi)應填寫________；

③陽極上發(fā)生的電極反應為2Cl--2e-=Cl2↑和_______________；

Answer 1

【答案】（1）4m-6n(1分) (2a+12b-3c-4m+6n)/12(2分)

（2）①0.05 mol·L－1·min－1(2分) ②×100%(2分) ③＜(2分)

（3）d(2分)

（4）①負極 (1分) ②N2 (1分) ③CN- -2e- +2OH- = CNO- + H2O(2分)

【解析】

試題分析：（1）△H=產(chǎn)物的生成熱之和—反應物的生成熱之和=(4m+0)-(6n+0)=4m-6n；設H-N鍵的鍵能為xkJ·mol-1，△H=反應物的鍵能和—生成物的鍵能和=(2a+12b-12x-3c)=4m-6n，解得：x=(2a+12b-3c-4m+6n)/12；

（2）①實驗甲中，若2min時測得放出的熱量是4.2kJ，則消耗二氧化硫物質(zhì)的量為=0.1mol，則v(SO2)==0.05mol/(L．min)；

②實驗丙中，平衡時NO為amol，則參加反應二氧化氮的物質(zhì)的量為amol，故二氧化氮的轉(zhuǎn)化率為×100%=×100%；

③乙實驗平衡時，NO為0.16mol，則：

SO2(g)+NO2(g)SO3(g)+NO(g)

起始量(mol)：0.2 0.8 0 0

變化量(mol)：0.16 0.16 0.16 0.16

平衡量(mol)：0.04 0.64 0.16 0.16

T2溫度下平衡常數(shù)K==1，同樣可計算出T2溫度下平衡常數(shù)K==2.63，可見正反應為放熱反應，升高溫度平衡逆向移動，平衡常數(shù)減小，故T1＜T2；

（3）a．由圖象可知，A、C兩點都在等溫線上，C的壓強大，則A、C兩點的反應速率：A＜C，故a錯誤；b．由圖象可知，A、C兩點都在等溫線上，C的壓強大，與A相比C點平衡向逆反應進行，向逆反應進行是由于減小體積增大壓強，平衡移動的結(jié)果降低NO2濃度增大趨勢，但到達平衡仍比原平衡濃度大，平衡時NO2濃度比A的濃度高，NO2為紅棕色氣體，則A、C兩點氣體的顏色：A淺，C深，故b錯誤；c．升高溫度，化學平衡正向移動，NO2的體積分數(shù)增大，由圖象可知，A點NO2的體積分數(shù)大，則T1＜T2，由狀態(tài)A到狀態(tài)B，可以用降溫的方法，故c錯誤；D．由圖象可知，A、C兩點都在等溫線上，化學平衡不變，故d正確；答案為d。

（4）①根據(jù)發(fā)生的電極反應，可以知道金屬鐵是陰極，接電源的負極；

②據(jù)氧化還原反應的原理，其反應方程式為3Cl2+2CNO-+8OH-═N2+6Cl-+2CO32-+4H2O，故答案為N2；

③陽極發(fā)生氧化反應，陽極的電極反應式為：CN--2e-+2OH-═CNO-+H2O和2Cl--2e-═Cl2↑。