Question

【题目】减少氮的氧化物和碳的氧化物在大气中的排放是环境保护的重要内容之一。

（1）已知:N2(g)+O2(g)=2NO(g) △H=+180.5kJ/mol

C(s)+O2(g)=CO2(B) △H=-393.5kJ/mol

2C(g)+O2(g)=2CO(g) △H=-221kJ/mol

则:2NO(g)+2CO(g)=N2(g)+2CO2(g) △H=_______。

（2）在密闭容器中充入5molCO和4molNO，发生上述（1）中某反应，如图为平衡时NO的体积分数与温度、压强的关系。回答下列问题:

①温度:T1_____T2（填“<”或“>”）。

②某温度下,若反应进行到10分钟达到平衡状态D点时,容器的体积为2L，则此时的平衡常数K=______（保留小数点后两位）。用CO的浓度变化表示起始到平衡的平均反应速率V(CO)=_____。

（3）氮的另一种化合物N2H4（肼）可作制药的原料，也可作火箭的燃料。

①肼的电子式为__________。

②肼能与酸反应。N2H6Cl2溶液呈弱酸性，在水中存在如下反应:

N2H62++H2O=N2H5++H3O+平衡常数K1

N2H5++H2O=N2H4+H3O+平衡常数K2

相同温度下，K1>K2，其主要原因有两个:

a.电荷因素，N2H5+水解程度小于N2H62+；

b.__________________。

（4）肼还可以制备肼一碱性燃料电池,氧化产物为稳定的对环境友好的物质。该电池负极的电极反应式为____________。若以肼一氧气碱性燃料电池为电源，以NiSO4溶液为电镀液，在金属器具上镀镍,开始两极质量相等，当两极质量之差为1.174g时，燃料电池中内电路至少有_______molOH-迁移通过阴离子交换膜。

Answer 1

【答案】 -746.5kJ/mol > 0.22 0.1 mol/（Lmin） 略 第一步水解生成H3O+对第二步水解有抑制作用 N2H4-4e-+4OH-=N2↑+4H2O 0.02

【解析】试题分析：（1）根据盖斯定律计算2NO(g)+2CO(g)=N2(g)+2CO2(g) 的焓变；

（2）①2NO(g)+2CO(g)=N2(g)+2CO2(g) △H=-746.5kJ/mol，正反应放热，升高温度平衡逆向移动，NO的体积分数增大； ②利用“三段式”计算平衡常数，根据 计算速率；（3）① 肼分子中含有1个N-N 单键，4个N-H单键；②第一步水解生成H3O+对第二步水解有抑制作用；（4）肼与氧气反应生成稳定的对环境友好的物质氮气，肼发生氧化反应，所以负极反应是肼失电子生成氮气和水；在金属器具上镀镍,开始两极质量相等，当两极质量之差为1.174g时，阳极溶解镍的质量为0.587g，根据电荷守恒计算转移OH-的物质的量。

解析：（1）①N2(g)+O2(g)=2NO(g) △H=+180.5kJ/mol

②C(s)+O2(g)=CO2(B) △H=-393.5kJ/mol

③2C(g)+O2(g)=2CO(g) △H=-221kJ/mol

根据盖斯定律②×2－①－③得:2NO(g)+2CO(g)=N2(g)+2CO2(g) △H=-746.5kJ/mol；

（2）①2NO(g)+2CO(g)=N2(g)+2CO2(g) △H=-746.5kJ/mol，正反应放热，升高温度平衡逆向移动，NO的体积分数增大，所以T1>T2；

②D点NO的体积分数为25%，

，

解得x=0.5 ； ；根据 , V(CO)= 0.1 mol/（Lmin） ；

（3）① 肼分子中含有1个N-N 单键，4个N-H单键，肼的电子式是；②N2H62+第一步水解生成H3O+对第二步水解有抑制作用，所以相同温度下，K1>K2；（4）肼与氧气反应生成稳定的对环境友好的物质氮气，肼发生氧化反应，所以负极反应是肼失电子生成氮气和水，负极反应为N2H4-4e-+4OH-=N2↑+4H2O；在金属器具上镀镍,开始两极质量相等，当两极质量之差为1.174g时，阳极溶解镍的质量为0.587g，电路中转移电子，根据电荷守恒，转移OH-的物质的量为0.02mol。