Question

【题目】含氮的化合物广泛存在于自然界，是一类非常重要的化合物.回答下列有关问题：

(1)在一定条件下；2N2(g)+6H2O(g)=4NH3(g)+3O2(g)。已知该反应相关的化学键键能数据如表一：

表一：

化学键		H-O	N-H	O=O
E/(kJ/mol)	946	463	391	496

则该反应的△H=___________kJ/mol

(2)在恒容密闭容器中充入2 molNO2与1molO2发生反应如下：

4NO2(g)+O2(g)2N2O5(g)

①已知在不同温度下测得N2O5的物质的量随时间的变化如图1所示.常温下，该反应能逆向自发进行，原因是____________________________________________。

②下列有关该反应的说法正确的是___________。

A.扩大容器体积，平衡向逆反应方向移动，混合气体颜色变深

B.恒温恒容，再充入2molNO2和1molO2，再次达到平衡时NO2转化率增大

C.恒温恒容，当容器内的密度不再改变，则反应达到平衡状态

D.若该反应的平衡常数增大，则一定是降低了温度

(3)N2O5是一种新型绿色硝化剂，其制备可以用硼氢化钠燃料电池作电源，采用电解法制备得到N2O5，工作原理如图。则硼氢化钠燃料电池的负极反应式为______________________。

(4)X、Y、Z、W分别是HNO3、NH4NO3、NaOH、NaNO2四种强电解质中的一种。下表二是常温下浓度均为0.01mol/L的X、Y、Z、W溶液的pH。将X、Y、Z各lmol同时溶于水中得到混合溶液，则混合溶液中各离子的浓度由大到小的顺序为______________________。

0.01mol/L的溶液	X	Y	Z	W
pH	12	2	8.5	4.5

(5)氮的氧化物与悬浮在大气中的海盐粒子相互作用时，涉及如下反应：

I： 2NO2(g)+NaCl(s) NaNO3(s)+ClNO(g) K1

II： 2NO(g)+Cl2(g) 2ClNO(g) K2

①4NO2(g)+2NaCl(s)2NaNO3(s)+2NO(g)+Cl2(g)的平衡常数K=___________(用K1、K2表示)

②在恒温条件下，向2L恒容密闭容器中加入0.2molNO和0.1molCl2，10min时反应Ⅱ达到平衡测得10min内v(ClNO)=7.5×10－3mol/(L·min)，则平衡时NO的转化率α1=___________；其他条件不变，反应Ⅱ在恒压条件下进行，平衡时NO的转化率α2=___________α1 (填“>”“<”或“=”)

Answer 1

【答案】+1268 逆反应方向的△S＞0 BD BH4-+8OH--8e-=BO2-+6H2O c(Na+)＞c(NO3-)＞c(NO2-)＞c(OH-)＞c(H+) K12/K2 75% ＞

【解析】

（1）根据△H=反应物键能总和－生成物键能总和=(2×946kJ·mol－1＋6×2×463kJ·mol－1－4×3×391kJ·mol－1－3×496kJ·mol－1)=＋1268kJ·mol－1；

（2）①根据图像，II的温度高于I，升高温度，平衡向逆反应方向进行，即该反应的正反应方向△H<0，能够自发进行，△G=△H－T△S<0，常温下，该反应能逆向自发进行，原因是逆反应方向的△S>0；

②A、扩大容器的体积，气体压强减小，平衡向逆反应方向进行，但组分的浓度减小，混合气体颜色变浅，故A错误；

B、再充入2molNO2和1molO2，相当于增大压强，平衡向正反应方向进行，NO2的转化率增大，故B正确；

C、组分都是气体，即气体总质量不变，容器为恒容装置，气体体积不变，根据密度的定义，任何时刻，密度保持不变，因此密度不变，不能说明该反应达到平衡，故C错误；

D、该反应平衡常数增大，说明温度改变，根据①的分析，该反应为放热反应，因此该反应平衡常数增大，一定是降低温度，故D正确；

（3）BH4－中B为＋3价，H为－1价，BO2－中B为|＋3价，O为－2价，根据装置图，－1价H转变成＋1价，根据原电池工作原理，通BH4－和OH－一极为负极，电极反应式为BH4－＋8OH－－8e－=BO2－＋6H2O；

（4）浓度均为0.01mol·L－1，X溶液为碱性，且pH=12，推出X为NaOH，Y溶液显酸性，且pH=2，推出Y为HNO3，Z溶液显碱性，pH=8.5，推出Z为NaNO2，同理W为NH4NO3，X、Y、Z各1mol同时溶于水，NaOH和HNO3恰好完全反应，即混合溶液中的溶质为NaNO3和NaNO2，NaNO2为强碱弱酸盐，NO2－发生水解，溶液显碱性，即离子浓度大小顺序是c(Na＋)>c(NO3－)>c(NO2－)>c(OH－)>c(H＋)；

（5）①K1=c(ClNO)/c2(NO2)，K2=c2(ClNO)/[c(Cl2)×c2(NO)]，K=[c2(NO)×c(Cl2)]/c4(NO2)，因此K=K12/K2；

②10min内生成ClCNO的物质的量为7.5×10－3mol/(L·min)×2L×10min=0.15mol，则消耗NO的物质的量为0.15mol，即NO的转化率为0.15/0.2×100%=75%；该反应是气体物质的量减少，反应II在恒压条件下，压强比恒容时大，向正反应方向进行趋势大，即恒压条件下，NO的转化率α2>α1。