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）已知反应NO2(g)+CO(g) = NO(g) +CO2(g)的能量变化如上图所示，下列说法正确的是________。
A．图中A→B的过程为放热过程
B．1molNO2和1molCO的键能总和大于1molNO和1molCO2的键能总和
C．该反应为氧化还原反应
D．1molNO2(g)和1molCO(g)的总能量低于1molNO(g)和1molCO2(g)的总能量
（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由图推测该反应的△H___0（填“>”或“<”），理由为________________。
②图中a点对应温度下，已知N2O4的起始压强为108 kPa，则该温度下反应的平衡常数Kp=_________kPa（用平衡分压代替平衡浓度计算，分压=总压×物质的量分数）。
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υ( N2O4)=k1p(N2O4)，υ(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=___________，在下图上标出的点中，能表示反应达到平衡状态的点为__________（填字母代号）。
（3）采用电解法处理含铬废水原理如下图所示。阳极的电极反应式为___________，阳极区溶液中发生反应： ________________________，阴极产生的气体为_______(填化学式)。
【答案】C > 温度升高，α（N2O4）增加，说明平衡右移，该反应为吸热反应，△H>0 115.2 Kpk2/2 B点与D点 Fe-2e-＝Fe2＋ Cr2O72－+6Fe2＋+14H＋=2Cr3＋ +6Fe3＋ +7H2O H2
【解析】
根据化学平衡的特征分析解答；根据影响化学平衡的外界因素及勒夏特列原理分析解答；根据电解池原理分析解答。
(1)从图像分析可知，A点比C点高，即反应物总能量大于生成物总能量，故该反应为放热反应；
A.A→B的过程化学键断裂，吸收能量，故A错误；
B.该反应是放热反应，所以1molNO2和1molCO的键能总和小于1molNO和1molCO2的键能总和，故B错误；
C. 反应前后元素化合价发生变化，则为氧化还原反应，故C正确；
D. 该反应是放热反应，所以1molNO2(g)和1molCO(g)的总能量高于1molNO(g)和1molCO2(g)的总能量，故D错误。
故选C。
(2) ①由图像可知，随温度升高，N2O4的转化率增大，平衡向右移动，所以正反应方向是吸热反应，即△H>0，故答案为为：> ；温度升高，α（N2O4）增加，说明平衡右移，该反应为吸热反应，△H>0 。
②N2O4的转化率是0.4，设原来N2O4的物质的量为xmol，转化的NO2物质的量为0.8xmol，则混合气体的物质的量=（x-0.4x+0.8x）mol=1.4xmol，相同条件下，气体的压强之比等于其物质的量之比，所以反应后压强=
=151.2kPa，四氧化二氮的分压=151.2KPa×
=64.8kPa，二氧化氮的分压=151.2KPa×
=86.4kPa，化学平衡常数K=
=115.2(kPa)；
③化学平衡常数Kp=[p（NO2）]2÷p（N2O4），达到平衡时用不同物质表示的正逆反应速率之比等于化学计量数之比，所以υ（NO2）消耗：υ（N2O4）消耗=k2[p（NO2）]2：[k1p（N2O4）]=2：1，化学平衡常数Kp=[p（NO2）]2÷p（N2O4），
则k1=
k2·Kp，满足平衡条件υ（NO2）消耗=2υ（N2O4）消耗即为平衡点，B、D点的N2O4、NO2的消耗速率之比为1：2，所以B点与D点为平衡点；
(3)根据图示分析，阳极失去电子，故A为阳极，B为阴极，电极反应式为：
阳极：Fe－2e－=Fe2＋，阴极：2H＋＋2e－=H2↑，然后在阳极区溶液中，Cr2O72-＋6Fe2＋＋14H＋=2Cr3＋＋6Fe3＋＋7H2O，故答案为： Fe-2e-＝Fe2＋， Cr2O72－+6Fe2＋+14H＋=2Cr3＋ +6Fe3＋ +7H2O ，H2。
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