Question

【题目】氮元素能够形成多种化合物。请回答下列问题：

（1）联氨(N2H4)常温下为液态，在空气中迅速完全燃烧生成N2，同时放出大量热，可作导弹、宇宙飞船、火箭的燃料。

已知:H2(g)+1/2O2(g)==H2O(l)；△H1=-285.8kJ/mol

N2(g)+2H2(g)=N2H4(l)；△H2=+50.6kJ/mol

则N2H4(l)在空气燃烧生成液态水的热化学方程式为_____________。

(2)工业上利用氨气生产氢氰酸(HCN)的反应为CH4(g)+NH3(g)HCN(g)+3H2(g) △H>0。

①一定温度下，向2L恒容容器中充入1mol CH4(g)和2mol NH3(g)发生上述反应，4min达到平衡时，测得CH4的转化率为66.67%。0~4min內，用H2表示的该反应速率v(H2)=_____。

保持温度和容积不变，再句平衡后的容器中充入2molNH3和2molH2，此时v正___v逆(选填“>”“<”或“=”)。

②平衡体系中HCN的物质的量(n)随某物理量变化曲线如图所示(图中x、L分别表示温度或压强)。

若x为温度，则曲线，____(选填“L1”或“L2”)能正确表示n (HCN) 与温度的关系；

若x为压强，则曲线____(选填“L1”或“L2”)能正确表示n HCN)与压强的关系。

(3)NH3能够形成Ag(NH3)2+。

①溶液中存在Ag+ (aq)+2NH3 (aq)==Ag( NH3)2+(aq )时，其平衡常数的表达式为K稳=_______。

②常温下，K稳[Ag(NH3)2+]=1.10×107，反应AgCl (s)+2NH3 (aq)Ag( NH3)2+(aq) +Cl-(aq)的化学平衡常数K=1.936×10-3，则Ksp(AgCl)=_____。

(4)硫氧化物和氮氧化物是常见的大气污染物，利用如图所示发置(电极均为惰性电极)可吸收SO2，并用阴极排出的溶液吸收NO2。

①电极A的电极反应式为______________。

②在碱性条件下，用阴极排出的溶液吸收NO2，使其转化为无害气体。同时有SO32-生成。该反应离子方程式为______________。

Answer 1

【答案】 N2H4（l）+O2(g)=N2(g)+2H2O（l） △H=-622.2kJ/mol 0.25mol/(L·min) < L1 L2 1.76×10-10 SO2+2H2O-2e-=SO42-+4H+ 4S2O42-+2NO2+8OH-=8SO32-+N2+4H2O

【解析】(1). 已知: ① H2(g)+1/2O2(g)==H2O(l) △H1=-285.8kJ/mol，② N2(g)+2H2(g)=N2H4(l) △H2=+50.6kJ/mol，根据盖斯定律，①×2—②得：N2H4(l)+O2(g)=N2(g)+2H2O(l) △H=-622.2kJ/mol，故答案为：N2H4(l)+O2(g)=N2(g)+2H2O(l) △H=-622.2kJ/mol；

(2). ①. 4min达到平衡时，消耗CH4的物质的量为n(CH4)=1mol×66.67%，由反应方程式可知，生成H2的物质的量为n(H2)=3n(CH4)= 1mol×66.67%×3=2mol，则0~4min內，用H2表示的该反应速率v(H2)=2mol÷2L÷4min=0.25mol/(L·min)，根据反应方程式及上述计算结果可知，达到平衡时c(CH4)=mol/L、c(NH3)=mol/L、c(HCN)=mol/L、c(H2)=1mol/L，则平衡常数K==3，再向平衡后的容器中充入2mo NH3和2molH2，Qc==9.6＞K=3，说明v正＜v逆，平衡逆向移动，故答案为：0.25mol/(L·min)；＜；

② . 该反应为吸热反应，升高温度平衡正向移动，HCN的物质的量增大，则L1能正确表示n(HCN)与温度的关系；该反应为气体分子总数增大的反应，增大压强平衡逆向移动，HCN的物质的量减小，则L2能正确表示n(HCN)与压强的关系，故答案为：L1；L2；

(3). ①. 平衡常数等于生成物平衡浓度的幂之积除以反应物浓度的幂之积，则平衡常数的表达式为：K稳= ，故答案为：；

②. Ksp(AgCl)=c(Ag+)×c(Cl－)====1.76×10－10，故答案为：1.76×10－10；

(4). ①. 由装置图中信息可知电极A为阳极，电极反应式为：SO2+2H2O－2e－=SO42－+4H+，故答案为：SO2+2H2O－2e－=SO42－+4H+；

②. 阴极排出的溶液中含有S2O42－，被NO2氧化为SO32－，根据得失电子守恒和原子守恒，该反应的离子方程式为：4S2O42－+2NO2+8OH－=8SO32－+N2+4H2O，故答案为：4S2O42－+2NO2+8OH－=8SO32－+N2+4H2O。