Question

【題目】氮元素能夠形成多種化合物。請回答下列問題：

（1）聯氨(N2H4)常溫下為液態，在空氣中迅速完全燃燒生成N2，同時大量放熱，可作導彈、宇宙飛船、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

則N2H4(l)在空氣燃燒生成液態水的熱化學方程式為_______________________。

（2）利用氨氣生產氫氰酸(HCN)的反應CH4(g)+NH3(g)=HCN(g)+3H2(g)△H>0

①一定溫度下，向2L恒容容器中充入1molCH4(g)和2molNH3(g)發生上述反應，4min達到平衡時，測得CH4平衡轉化率為66.67%，0~4min內，用H2表示的該反應速率v(H2)=___________。保持溫度和容積不變，再向平衡后的容器中充入2molNH3和2molH2，此時v正 ___v逆(選填“>”“<”或“=”)。

②平衡體系中HCN的物質的量(n)隨某物理量變化曲線如圖所示(圖中x、L分別表示溫度或壓強)。

若x為溫度，則曲線，____(選填“L1”或“L2”)能正確表示n(HCN)與溫度的關系；

若x為壓強，則曲線____(選填“L1”或“L2”)能正確表示n(HCN)與壓強的關系。

（3）NH3能夠形成Ag(NH3)2+。

已知溶液中存在Ag+(aq)+2NH3(aq)==Ag(NH3)2+(aq)，常溫下該反應平衡常數K1=1.10×107，反應AgCl(s)+2NH3(aq) Ag(NH3)2+(aq) +Cl-(aq)的化學平衡常數K2=1.936×10-3，則Ksp(AgCl)=____________。

（4）硫氧化物和氮氧化物是常見的大氣污染物，利用如圖所示裝置(電極均為惰性電極)可吸收SO2，并用陰極排出的溶液吸收NO2。

①電極A的電極反應式為__________________________________。

②在堿性條件下，用陰極排出的溶液吸收NO2，使其轉化為無害氣體，同時有SO32-生成。該反應離子方程式為________________________________。

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+ 2NO2+8OH—+4S2O42—=N2+8SO32—+4H2O

【解析】（1）已知：①H2(g)+1/2O2(g)= H2O(l)△H1=-285.8kJ/mol②N2(g)+2H2(g) = N2H4(l)△H2=+50.6kJ/mol，根據蓋斯定律，①×2-②得N2H4(l)+O2(g)=N2(g)+2H2O(l)△H=-622.2kJ/mol。答案為：N2H4(l)+O2(g)=N2(g)+2H2O(l)△H=-622.2kJ/mol

（2）①4min達到平衡時，消耗CH4的物質的量為n(CH4)=1mol×66.7%，由反應方程式可知，生成H2的物質的量為n(H2)=3n(CH4)= 1mol×66.7%×3=2mol。0-4min內，用H2表示的該反應速率v(H2)= =0.25mol/(L·min)，根據反應方程式及上述計算結果可知，達到平衡時c(CH4)= mol/L 、c(NH3)= mol/L、c(HCN)= mol/L 、c(H2)=1mol/L ，則平衡常數，再向平衡后的容器中充入2molNH3和2molH2，，說明v正<v逆，平衡逆向移動。

②該反應為吸熱反應，升高溫度平衡正向移動，HCN的物質的量增大，則L1能正確表示n(HCN)與溫度的關系；該反應為氣體分子總數增大的反應，增大壓強平衡逆向移動，HCN的物質的量減小，則L2能正確表示n(HCN)與壓強的關系。答案為：①0.25mol/(L·min) ， < ②L1 ，L2

（3）Ksp(AgCl)= ==1.76×10-10 答案為：1.76×10-10

（4）①由裝置圖中信息可知電極A為陽極，電極反應式為SO2+2H2O-2e-=SO42-+4H+。

②陰極排出的溶液中含有S2O42-，被NO2氧化為SO32-，根據得失電子守恒和原子守恒，該反應的離子方程式為2NO2+8OH-+4S2O42-=N2+8SO32-+4H2O。

答案為：①SO2+2H2O-2e-=SO42-+4H+②2NO2+8OH-+4S2O42-=N2+8SO32-+4H2O