Question

19．含氮化合物是化學與工業(yè)中運用廣泛的物質(zhì)．

（1）該小組利用電解原理設(shè)計了如圖1裝置進行H₂還原NO的實驗（高質(zhì)子導電性的SCY陶瓷（能傳遞H⁺）為介質(zhì)，金屬鈀薄膜做電極）．鉑電極B是陽極，鈀電極A的電極反應式為2NO+4H⁺+4e^-=N₂+2H₂O．
（2）若工業(yè)廢水中的NO₂^-的濃度約為1.0×10^-4 mol•L^-1，取工業(yè)廢水5mL 于試管中，滴加2滴0.1mol•L^-1的硝酸銀溶液，能否看到沉淀現(xiàn)象？試通過計算說明．（注：1mL溶液以20滴計；K_sp（AgNO₂）=2×10^-8）
（3）已知鍵能數(shù)據(jù)，H-H 436，S=S 255，H-S 339，單位kJ/mol．請計算熱化學方程式2H₂（g）+S₂（g）=2H₂S（g）的△H=-229KJ/mol
（4）將一定量純凈的氨基甲酸銨置于特制的密閉真空容器中（假設(shè)容器體積不變，固體試樣體積忽略不計），在恒定溫度下使其達到分解平衡：NH₂COONH₄（s）?2NH₃（g）+CO₂（g）．
實驗測得不同溫度下的平衡數(shù)據(jù)列于下表：

溫度（℃）	15.0	20.0	25.0	30.0	35.0
平衡氣體總濃度（×10-3mol/L）	2.4	3.4	4.8	6.8	9.4

?根據(jù)表中數(shù)據(jù)，列式計算25.0℃時的分解平衡常數(shù)：K=c（CO₂）•c²（NH₃）=[4.8×10^-3×$\frac{2}{3}$]²×[4.8×10^-3×$\frac{1}{3}$]=1.64×10^-8．
?已知：NH₂COONH₄+2H₂O?NH₄HCO₃+NH₃•H₂O．該研究小組分別用三份不同初始濃度的氨基甲酸銨溶液測定水解反應速率，得到c（NH₂COO^-）隨時間變化趨勢如圖2所示．根據(jù)圖中信息，如何說明水解反應速率隨溫度升
高而增大：25.0⁰C時反應物的起始濃度較小，但0-6min的平均反應速率（曲線的斜率）仍比15.0⁰C的大．

Answer 1

分析 （1）由電解池原理可知，內(nèi)電路中陽離子移向陰極，讀圖可知，鈀電極A為陰極、鈀電極B為陽極；由電子、電荷、原子守恒可知，酸性環(huán)境下陰極發(fā)生還原反應；
（2）根據(jù)難溶電解質(zhì)的溶度積常數(shù)表達式進行計算，5mL工業(yè)廢水中滴加2滴硝酸銀溶液，體積幾乎不變，則c（NO₂^-）=1.0×10^-4mol/L，c（Ag⁺）=0.1mol/L×0.1mL×$\frac{1}{5min}$=0.002mol/L，c（NO₂^-）•c（Ag⁺）=2.0×10^-7mol²•L^-2＞K_sp（AgNO₃）=2×10^-8，則證明能看到有沉淀生成；
（3）斷裂化學鍵吸收的能量為2×436+255=1127kJ，形成化學鍵放出的能量為4×339=1356kJ，反應焓變△H=反應物鍵能總和-生成物鍵能總和；
（4）①根據(jù)表中數(shù)據(jù)，25.0℃時的分解平衡常數(shù)K=c（CO₂）•c²（NH₃），可知平衡時容器內(nèi)氣體的濃度之比為2：1，由總濃度求出NH₃、CO₂ 的平衡濃度，最后代入平衡常數(shù)的表達式來計算；
②由圖象數(shù)據(jù)可以得出，用不同初始濃度，不同溫度下的平均速率的大小來說明，25.0⁰C時反應物的起始濃度較小，但0-6min的平均反應速率（曲線的斜率）仍比15.0⁰C的大．

解答 解：（1）由電解池原理可知，內(nèi)電路中陽離子移向陰極，讀圖可知，鈀電極A為陰極、鈀電極B為陽極；由電子、電荷、原子守恒可知，酸性環(huán)境下陰極發(fā)生還原反應，則鈀電極A的電極反應式為：2NO+4H⁺+4e^-=N₂+2H₂O，
故答案為：陽；2NO+4H⁺+4e^-=N₂+2H₂O；
（2）2滴溶液所消耗的亞硝酸鈉：n（NO₂^-）=$\frac{2}{20}$mL×0.1mol/L=0.01 mmol，
則C（NO₂^-）•C（Ag ⁺）=$\frac{0.01}{5}$mol/L×1.0×10^-4 mol/L=2.0×10^-7＞K_SP（AgNO_2）=2×10^-8 mol²•Lˉ²，則證明能看到有沉淀生成．
故答案為：2滴溶液中：n（NO₂^-）=$\frac{2}{20}$mL×0.1mol/L=0.01 mmol，則C（NO₂^-）•C（Ag ⁺）=$\frac{0.01}{5}$mol/L×1.0×10^-4 mol/L=2.0×10^-7＞K_SP（AgNO_2）=2×10^-8 mol²•Lˉ²），則證明能看到有沉淀生成；
（3）斷裂化學鍵吸收的能量為2×436+255=1127kJ，形成化學鍵放出的能量為4×339=1356kJ，則熱化學方程式2H₂（g）+S₂（g）=2H₂S（g）的△H=1127KJ/mol-1356KJ/mol=-229KJ/mol，
故答案為：-229KJ/mol；
（4）①根據(jù)表中數(shù)據(jù)，NH₂COONH₄（s）?2NH₃（g）+CO₂（g），25.0℃時的分解平衡常數(shù)K=c（CO₂）•c²（NH₃）=[4.8×10^-3×$\frac{2}{3}$]²×[4.8×10^-3×$\frac{1}{3}$]=1.64×10^-8．
故答案為：K=c（CO₂）•c²（NH₃）=[4.8×10^-3×$\frac{2}{3}$]²×[4.8×10^-3×$\frac{1}{3}$]=1.64×10^-8；
②因25℃反應物起始濃度較小，但0～6min的平均反應速率（曲線的斜率）仍比15℃大，
故答案為：25℃反應物起始濃度較小，但0～6min的平均反應速率（曲線的斜率）仍比15℃大．

點評 本題考查電解原理的應用，沉淀溶解平衡的應用，化學圖象的分析與判斷、平衡常數(shù)的計算等，掌握基礎(chǔ)是解題關(guān)鍵，題目難度中等．