Question

【题目】氮是地球上含量丰富的一种元素，氮及其化合物在工农业生产、生活中有着重要作用。请回答下列有关含氮物质的问题：

(1)图是1molNO2和1molCO反应生成CO2和NO过程中能量变化示意图，请写出NO2和CO反应的热化学方程式______________________________________________；

恒温恒容条件下，不能说明该反应已达到平衡状态的是________填序号。

A.容器内混合气体颜色不再变化 容器内的压强保持不变

C.v逆(NO2)=v正(NO) 容器内混合气体密度保持不变

(2)汽车尾气里含有的NO气体是由于内燃机燃烧的高温引起氮气和氧气反应所致：

N2(g)+O2(g)2NO(g) H>0，已知该反应在2404℃时，平衡常数K=64×10-4。

该温度下，某时刻测得容器内N2、O2、NO的浓度分别为2.5×10-1mol/L、4.0×10-2mol/L和3.0×10-3mol/L，此时反应的正反应速率和逆反应速率的关系：v正_____v逆(填“>”、“<”或“=”)。

(3)肼-空气燃料电池是一种碱性燃料电池，电解质溶液是20%~30%的KOH溶液。总电池反应为N2H4+O2=N2+2H2O。该电池放电时，负极的电极反应式是______________。

(4)盐酸肼(N2H6Cl2)是一种重要的化工原料，属于离子化合物，易溶于水，溶液呈酸性，水解原理与NH4Cl类似。写出盐酸肼第一步水解反应的离子方程式____________。

Answer 1

【答案】NO2(g)+CO(g)=CO2(g)+NO(g) H=-234kJ/mol BD > N2H4+4OH- - 4e- =N2↑+4H2O N2H62++H2O[N2H5H2O]++H+

【解析】

(1)根据图像判断焓变，再写热化学方程式；

A.容器内混合气体颜色不再变化时，则气体浓度不变，达到平衡；

B.该反应为气体气体的总物质的量不变，则容器内压强不变，压强不能判断反应达到平衡；

C.化学反应速率之比等于化学计量数之比，反应到达平衡，同一物种的正逆反应速率相等，v逆(NO2)=v正(NO)，达到平衡状态；

D.恒容体积不变，混合气体的质量不变，则容器内混合气体密度始终不变，密度不能说明反应到达平衡；

(2)根据Qc与K的关系判断；

(3)负极失电子，发生氧化反应，生成氮气；

(4)由N2H6Cl2与NH4Cl类似推测。

(1)由图可知，1molNO2和1molCO反应生成CO2和NO放出热量234kJ，则NO2和CO反应的热化学方程式为NO2(g)+CO(g)=CO2(g)+NO(g) H=-234kJ/mol；

A.容器内混合气体颜色不再变化时，气体浓度不变，达到平衡，与题意不符，A错误；

B.该反应为气体气体的总物质的量不变，则容器内压强不变，压强不能判断反应达到平衡，符合题意，B正确；

C.化学反应速率之比等于化学计量数之比，反应到达平衡，同一物种的正逆反应速率相等，v逆(NO2)=v正(NO)，达到平衡状态，与题意不符，C错误；

D.恒容体积不变，混合气体的质量不变，则容器内混合气体密度始终不变，密度不能说明反应到达平衡，符合题意，D正确；

答案为BD；

(2)该温度下，某时刻测得容器内N2、O2、NO的浓度分别为2.5×10-1mol/L、4.0×10-2mol/L和3.0×10-3mol/L，Qc==9×10-4<K，则反应应向正反应方向进行，则v正大于v逆；

(3)肼--空气燃料电池是一种碱性燃料电池工作时，负极发生氧化反应，负极反应式为N2H4+4OH- - 4e- =N2↑+4H2O；

(4)由N2H6Cl2与NH4Cl类似，而N2H4是二元碱而NH3是一元碱，则盐酸肼第一步水解反应的离子方程式为N2H62++H2O[N2H5H2O]++H+。