Question

【题目】氮元素有多种氧化物。请回答下列问题：

（1）已知：H2的燃烧热ΔH为－285.8kJ·mol－1。

N2(g)＋2O2(g)＝2NO2(g) ΔH＝＋133kJ·mol－1

H2O(g)＝H2O(1) ΔH＝－44kJ·mol－1

则4H2(g) + 2NO2(g) = 4H2O(g) + N2(g) ΔH＝__________。

（2）一定温度下，向2L恒容密闭容器中充入0.40mol N2O4，发生反应：N2O4(g)2NO2(g)，一段时间后达到平衡，测得数据如下：

时间／s	20	40	60	80	100
c(NO2)／(mol·L－1)	0.12	0.20	0.26	0.30	0.30

①0－40s内，v(NO2)＝________mol·L－1·s－1。

②升高温度时，气体颜色加深，则上述反应是________(填“放热”或“吸热”)反应。

③该温度下反应的化学平衡常数K＝________mol·L－1。

④相同温度下，若开始向该容器中充入0.80molN2O4，则达到平衡后c(NO2)________ (填“＞”“＝”或“＜”)0.60mol·L－1。

（3）N2O5是绿色硝化试剂，溶于水可得硝酸。下图是以N2O4为原料电解制备N2O5的装置。写出阳极区生成N2O5的电极反应式(注意阳极区为无水环境，HNO3亦无法电离)：________________________。

（4）湿法吸收工业尾气中的NO2，常选用烧碱溶液，产物为两种常见的含氧酸盐。该反应的离子方程式是____________________。

Answer 1

【答案】4H2（g）＋2NO2（g）＝N2（g）＋4H2O（g） ΔH＝－1100.2kJ·mol－1 0.005 吸热 1.8 ＜ N2O4－2e－＋2HNO3＝2N2O5＋2H＋ 2NO2 + 2OH— = NO2— + NO3— + H2O

【解析】

（1）①H2（g）+1/2O2（g）═H2O（l）；△H=-285.8kJ·mol－1，

②N2(g)＋2O2(g)＝2NO2(g) ΔH＝＋133kJ·mol－1

③H2O(g)＝H2O(1) ΔH＝－44kJ·mol－1

由盖斯定律①×4-②-③×4得：4H2（g）＋2NO2（g）＝N2（g）＋4H2O（g） ΔH＝－1100.2kJ·mol－1；

(2)①由速率公式计算。②根据平衡移动原理判断；③根据平衡常数表达式计算；④建立与原平衡放大2倍的等效平衡，然后将体积缩小到与原平衡相同。

（3）阳极发生氧化反应，注意非水体系，硝酸写化学式；

（4）湿法吸收工业尾气中的NO2，常选用烧碱溶液，产物为两种常见的含氧酸盐，硝酸盐和亚硝酸盐。写出反应方程式。

（1）①H2（g）+1/2O2（g）═H2O（l）；△H=-285.8kJ·mol－1，

②N2(g)＋2O2(g)＝2NO2(g) ΔH＝＋133kJ·mol－1

③H2O(g)＝H2O(1) ΔH＝－44kJ·mol－1

由盖斯定律①×4-②-③×4得：4H2（g）＋2NO2（g）＝N2（g）＋4H2O（g） ΔH＝-285.8KJ·mol－1×4-133kJ·mol－1+44kJ·mol－1×4=－1100.2kJ·mol－1；

（2） N2O4(g)2NO2(g)

c始(mol·L－1) 0.2 0

c变(mol·L－1) 0.15 0.3

c平(mol·L－1 ) 0.05 0.3

①0－40s内，v(NO2)＝0.2mol·L－1÷40s=0.005mol·L－1·s－1。

②升高温度时，气体颜色加深，平衡正向移动，则上述反应是吸热反应。

③该温度下反应的化学平衡常数K＝=1.8mol·L－1。

④相同温度下，若开始向该容器中充入0.80molN2O4，相当于将原平衡放大2倍，然后加压，平衡逆向移动，则达到平衡后c(NO2)＜0.60mol·L－1。

（3）以N2O4为原料电解制备N2O5，N2O4失电子被氧化，阳极区生成N2O5的电极反应式为：N2O4－2e－＋2HNO3＝2N2O5＋2H＋。

（4）湿法吸收工业尾气中的NO2，常选用烧碱溶液，产物为两种常见的含氧酸盐，硝酸盐和亚硝酸盐，该反应的离子方程式是2NO2 + 2OH— = NO2— + NO3— + H2O。