(2014•凉山州模拟)氮是大气中含量丰富的一种元素,请回答下列氦及其化合物的相关问题:

(2014•凉山州模拟)氮是大气中含量丰富的一种元素,请回答下列氦及其化合物的相关问题:
(1)N4结构与白鳞分子的结构相似.已知断裂1molN-N键吸收167kj热量,生成1molN=N键放出942kj热量,请写出通常条件下N4气体完全转变为N2反应的热化学方程式:______
(2)NH3可直接用作车用燃料电池产物无污染,写出碱性介质下该电池的负极反应式:______
(3)对于平衡:2NO2(g)⇌N2O4(g),在相同条件下,分别将2molNO2置于恒压容器Ⅰ和恒容容器Ⅱ中,起始时两容器体积相同,保持温度不变充分反应.
①该反应的平衡常数表达式为
K=
c(N2O4)
c2(NO2)
K=
c(N2O4)
c2(NO2)
,图中已画出容器Ⅱ中NO2的V随时间变化的曲线,请在图中画出N2O4的V随时间变化的曲线
②达到平衡后,两容器中N2O4的体积分数关系是Ⅰ______Ⅱ.(填“>”、“<”或“=”)
③t1时刻分别向两容器的平衡体系中再加入2mol NO2,t2时刻再次达到平衡.
下列说法正确的是______.
A.t1时刻两容器中平衡均向右移动
B.t2时刻若再向两容器中加入稀有气体,两容器中平衡均向右移动
C.t2时刻再次达到平衡时,两容器中N2O4的体积分数关系是Ⅰ<Ⅱ
D.t2时刻再次达到平衡时,两容器中NO2的浓度关系是Ⅰ>Ⅱ
二十六年一回眸 1年前 已收到1个回答 举报

蓝氓 幼苗

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解题思路:(1)N4气体转变为N2气体先破坏N4分子N-N键吸收能量,再生成N2分子形成N≡N键放出能量,注意一个N4分子中含有6个N-N键,根据能量的变化写出热化学反应方程式;
(2)原电池中,负极上失去电子发生氧化反应,注意结合电解质溶液的酸碱性写电极反应式;
(3)①根据化学平衡常数的定义书写;N2O4的V随时间变化逐渐减小;
②反应起始时,NO2的浓度相同、温度相同、压强相同,反应速率相同,容器Ⅱ中压强降低,容器Ⅰ体积可变,压强不变,故反应达到平衡时,两容器内的压强关系是p(Ⅰ)>p(Ⅱ);
③t1时刻分别向两容器的平衡体系中再加入2mol NO2,t2时刻再次达到平衡时,由于Ⅰ是恒温恒压,平衡为等效平衡;Ⅱ是恒温恒容,平衡右移.

(1)根据原子守恒知,一个N4分子生成2个N2分子,一个N4分子中含有6个N-N键,破坏1molN4分子中含有6molN-N键需要吸收167kJ/mol×6mol=1002KJ能量;
生成2molN≡N键放出942kJ/mol×2mol=1884KJ能量,所以该反应放出1884KJ-1002KJ=882KJ能量,所以热化学反应方程式为N4(g)=2N2(g)△H=-882KJ/mol,
故答案为:N4(g)=2N2(g)△H=-882KJ/mol;
(2)原电池中,负极上失去电子发生氧化反应,该反应中氨气发生氧化反应,所以负极上发生的反应是:氨气失电子和氢氧根离子反应生成氮气和水,电极反应式为
2NH3+6OH--6e-=N2+6H2O,故答案为:2NH3+6OH--6e-=N2+6H2O;
(3)①对于平衡:2NO2(g)⇌N2O4(g),该反应的平衡常数表达式为K=
c(N2O4)
c2(NO2);N2O4的V随时间变化逐渐减小,故图象为,故答案为:K=
c(N2O4)
c2(NO2);
②反应起始时,NO2的浓度相同、温度相同、压强相同,反应速率相同,容器Ⅱ中压强降低,容器Ⅰ体积可变,压强不变,故反应达到平衡时,两容器内的压强关系是p(Ⅰ)>p(Ⅱ),Ⅰ中平衡正向进行,平衡时N2O4体积分数增大,两容器中N2O4的体积分数关系是Ⅰ>Ⅱ,故答案为:>;
③t1时刻分别向两容器的平衡体系中再加入2mol NO2,t2时刻再次达到平衡时,由于Ⅰ是恒温恒压,平衡为等效平衡;Ⅱ是恒温恒容,平衡右移.
A.t1时刻NO2浓度均增加,故平衡均右移,故A正确
B.t2时刻若再向两容器中加入稀有气体,Ⅰ平衡左移,Ⅱ不移动,故B错误;
C.t2时刻再次达到平衡时,Ⅰ为等效平衡,Ⅱ是恒温恒容,平衡右移,所以两容器中N2O4的体积分数关系是Ⅰ<Ⅱ,故C正确;
D.t2时刻再次达到平衡时,Ⅰ为等效平衡,Ⅱ是恒温恒容,平衡右移,两容器中NO2的浓度关系是Ⅰ<Ⅱ,故D错误;
故答案为:AC.

点评:
本题考点: 化学平衡的计算;热化学方程式;原电池和电解池的工作原理.

考点点评: 本题考查了反应热、原电池、化学平衡移动、化学平衡常数及计算等,难度中等,考查学生分析和解决问题的能力和对知识的掌握.

1年前

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