题目内容
【题目】氮及其化合物如NH3及铵盐、N2H4、N2O4等在中学化学、化工工业、国防等领域占有重要地位。
（1）发射航天火箭常用肼(N2H4)与N2O4作燃料与助燃剂。肼(N2H4)与N2O4的反应为2N2H4(1)+N2O4(g)=3N2(g)+4H2O(g) △H = -1077 kJ/mol
已知相关反应的化学键键能数据如下：
则使1 mol N2O4(g)分子中化学键完全断裂时需要吸收的能量是__________ 。
（2）N2O4与NO2之间存在反应N2O4(g)
2NO2(g)。将一定量的N2O4放入恒容密闭容器中，测得其平衡转化率[α(N2O4)]随温度的变化如图所示。
①由图推测该反应△H_______0（填“>”或“<”），理由为______________ 。
②图中a点对应温度下，己知N2O4的起始压强p0为108 kPa，则该温度下反应的平衡常数为：Kp=_____________（用平衡分压代替平衡浓度计算，分压=总压×物质的量分数,取四位有效数字）。
③在一定条件下，该反应N2O4、NO2的消耗速率与自身压强间存在关系：v(N2O4)=k1p(N2O4)，v(NO2)=k2p2(NO2)，其中k1、k2是与反应温度有关的常数。相应的速率－压强关系如图所示，一定温度下，k1、k2与平衡常数Kp的关系是k1=________，在下图标出的点中，能表示反应达到平衡状态的点为______。
（3）电解NO2制备NH4NO3，其工作原理如图所示。
①阳极的电极反应式为_______________________。
②为使电解产物全部转化为NH4NO3，需补充物质A，则A的化学式为___________。
【答案】 1941 kJ > 温度升高，α（N2O4）增加，说明平衡右移。该反应为吸热反应，△H>0 115.2KPa 
B点与D点 NO2-e-+H2O=NO3-+2H+ NH3
【解析】（1）根据反应的焓变△H=反应物总键能-生成物总键能计算；
（2）①根据温度对平衡状态的影响结合图象分析判断焓变；
②根据反应方程式计算平衡时体系中N2O4和NO2的分压，代入化学平衡常数表达式计算分压平衡常数；
③当达到化学平衡时满足v正=v逆，据此求算化学平衡常数表达式，根据消耗速率2v（N2O4）=v（NO2）判断化学平衡的点；
（3）①电解池阳极发生氧化反应，根据原理图分析，NO2在阳极失去电子转化为NO3-，据此写出阳极的电极反应式；
②根据反应式判断A物质。
（1）△H=8E（N-H）+2E（N-N）+E（N2O4）-3E（N≡N）-8（O-H）=-1077kJ/mol，将表中数据带入即可解得E（N2O4）=1941kJ/mol，即使1 mol N2O4(g)分子中化学键完全断裂时需要吸收的能量是1941kJ；
（2）①根据图象分析，随着温度升高，N2O4的平衡转化率增大，说明升高温度有利于反应正向进行，所以焓变△H＞0；
②N2O4与NO2之间存在反应N2O4(g)
2NO2(g)，a点起始时N2O4的压强为108kPa，N2O4的平衡转化率为40%，则
N2O4(g)2NO2(g)
起始量（mol） 1 0
转化量（mol） 0.4 0.8
平衡量（mol） 0.6 0.8
则平衡时压强为1.4p0
所以反应的分压平衡常数为Kp=p2(NO2)/p(N2O4)=
；
③当达到化学平衡时满足v正=v逆，即消耗速率2v（N2O4）=v（NO2），又有v（N2O4）=k1p（N2O4），v（NO2）=k2p2（NO2），则k1、k2与平衡常数Kp的关系为k1=；根据2v（N2O4）=v（NO2），则可以表示化学平衡的点为B点和D点；
（3）①电解池阳极发生氧化反应，根据原理图分析，NO2在阳极失去电子转化为NO3-，则阳极的电极反应式为：NO2-e-+H2O=NO3-+2H+；
②阴极反应式为NO2+7e-+8H+＝NH4++2H2O，产生多余的H+，为使NO2电解全部转化为NH4NO3，则需要反应掉H+产生NH4+，所以加入的A物质应为NH3。
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【题目】某学习小组通过下列装置探究 MnO2与FeCl3·6H2O能否反应产生Cl2。
实验操作和现象如下表：
实验编号 | 操作 | 现象 |
实验 1 | 按上图所示加热MnO2与FeCl3·6H2O混合物 | ①试管A中部分固体溶解，上方出现白雾 ②稍后，产生黄色气体，管壁附着黄色液滴 ③试管B中溶液变蓝 |
实验 2 | 把A中的混合物换为FeCl3·6H2O，B中溶液换为KSCN溶液，加热。 | A中部分固体溶解，产生白雾和黄色气体，B中KSCN溶液变红 |
回答下列问题：
（1）实验1和实验2产生白雾的原因是___________________________。
（2）实验2说明黄色气体中含有___________（填化学式）则实验1中③的现象也可能是发生了另一个离子反应,则其离子方程式为______________________________。
（3）为进一步确认黄色气体中含有Cl2，该学习小组对实验1提出两种改进方案：
方案1：在A、B 间增加盛有某种试剂的洗气瓶C，结果B中溶液仍变为蓝色。
方案2：将B中淀粉KI溶液替换为NaBr溶液，结果B中溶液呈橙红色，且未检出Fe2+。
则方案1中C中盛放的试剂是_________________；方案2中检验 Fe2+的试剂名称是____________，选择NaBr溶液的依据是__________________。
（4）实验1充分加热后，若反应中被氧化与未被氧化的氯元素质量之比为1:2，则A中发生反应的化学方程式为____________________________。
（5）该学习小组认为实验1中溶液变蓝，可能还有另外一种原因是__________。请你设计实验方案验证此猜想__________________________。
