Question

【题目】含氮化合物在工农业生产中有重要作用。

（1）氨和N2H4是两种常见的氮氢化合物。已知：

4NH3（g）+3O2（g）2N2（g）+6H2O（g）△H1=-541.8kJ·mol-1

N2H4（g）+O2（g）N2（g）+2H2O（g）△H2=-534kJ·mol-1

则NH3（g）和O2（g）制取N2H4（g）的热化学方程式为_______________

（2）二氧化氮在一定条件下能发生如下反应：

NO2（g）+SO2（g）SO3（g）+NO（g） △H=-42kJ·mol-1

在体积为2L的恒容密闭容器中充入SO2（g）和NO2（g），实验所得数据如下：

实验编号	温度	起始物质的量/mol		平衡时物质的量/mol
		n（SO2）	n（NO2）	n（NO）
甲	T1	4	2	0.8
乙	T2	2	4	0.6
丙	T1	2	1	a

①在实验甲中，若2min时测得放出的热量是8.4kJ，该温度下的平衡常数为_______（保留到小数点后两位）

②由表中数据可推知T1_____T2（填“﹥“＜”或“=”）

③实验丙中，达到平衡时NO2的转化率为_______

（3）使用间接电化学法可以处理煤烟气中的NO，反应原理如下图所示，已知电解池溶液的pH在4-7之间，写出阴极的电极反应式____________________。

Answer 1

【答案】 4NH3（g）+ O2（g） 2N2H4（g）+2H2O（g） △H=526.2kJmol-1 0.17 ＜ 40% 2HSO3-+ 2e-+2H+==S2O42-+2H2O

【解析】试题分析：本题考查盖斯定律的应用，化学平衡常数的计算，图表数据的分析，电解池中电极反应式的书写。

（1）将反应编号：

4NH3（g）+3O2（g）2N2（g）+6H2O（g）△H1=-541.8kJ·mol-1（①式）

N2H4（g）+O2（g）N2（g）+2H2O（g）△H2=-534kJ·mol-1（②式）

应用盖斯定律，①式-②式2，得4NH3（g）+O2（g）2N2H4（g）+2H2O（g）ΔH=（-541.8kJ/mol）-（-534kJ/mol）2=526.2kJ/mol，则NH3（g）和O2（g）制取N2H4（g）的热化学方程式为：4NH3（g）+O2（g）2N2H4（g）+2H2O（g）ΔH=526.2kJ/mol。

（2）①用三段式，NO2（g）+SO2（g）SO3（g）+NO（g）

c（起始）（mol/L）1 2 0 0

c（转化）（mol/L）0.4 0.4 0.4 0.4

c（平衡）（mol/L）0.6 1.6 0.4 0.82=0.4

该温度下的平衡常数为=0.17。

②若在T1温度下，甲中起始加入2molSO2和4molNO2，根据该反应的特点可判断平衡时NO物质的量为0.8mol；T2温度下，乙中起始加入2molSO2和4molNO2，平衡时NO物质的量为0.6mol0.8mol，说明平衡向逆反应方向移动，该反应的正反应为放热反应，则T1T2。

③丙和甲中温度相同，丙中起始SO2、NO2物质的量为甲中的一半，丙相当于在甲的基础上将体积扩大为原来的两倍，减小压强，平衡不移动，丙中NO2的转化率与甲中相同，甲中NO2的平衡转化率为100%=40%，则丙中NO2的平衡转化率为40%。

（3）根据图中物质的流向，左边Pt电极上HSO3-转化成S2O42-，S元素的化合价从HSO3-中的+4价降为S2O42-中的+3价，左边Pt电极为阴极，阴极电极反应为2HSO3-+2e-→S2O42-，结合溶液的pH在4~7之间，原子守恒和电荷守恒，阴极电极反应式为2HSO3-+2e-+2H+=S2O42-+2H2O。吸收池中的反应为：2S2O42-+2NO+2H2O=4HSO3-+N2。