Question

氮是大氣中含量豐富的一種元素，氮及其化合物在生產(chǎn)、生活中有著重要作用，減少氮氧化物的排放是環(huán)境保護的重要內(nèi)容之一．請回答下列氮及其化合物的相關問題：

（1）據(jù)報道，意大利科學家獲得了極具研究價值的N4，其分子結(jié)構(gòu)與白磷分子的正四面體結(jié)構(gòu)相似．已知斷裂1mol N﹣N鍵吸收167kJ熱量，生成1mol N≡N鍵放出942kJ熱量，請寫出N4氣體轉(zhuǎn)變?yōu)镹2反應的熱化學方程式：　N4（g）=2N2（g）；△H=﹣882kJ/mol�。�

（2）據(jù)報道，NH3可直接用作車用燃料電池，寫出該電池的負極反應式：　2NH3+6OH﹣﹣6e﹣=N2+6H2O�。�

（3）在T1℃時，將5mol N2O5置于10L固定容積的密閉容器中發(fā)生下列反應：2N2O5（g）⇌4NO2（g）+O2（g）；△H＞0．反應至5分鐘時各物質(zhì)的濃度不再發(fā)生變化，測得NO2的體積分數(shù)為50%．

①求該反應的平衡常數(shù)K=　�。〝�(shù)字代入式子即可），上述平衡體系中O2的體積分數(shù)為　12.5%�。�

②用O2表示從0～5min內(nèi)該反應的平均速率υ（O2）=　0.02mol/（L•min）　．

③將上述平衡體系的溫度降至T2℃，密閉容器內(nèi)減小的物理量有　AC�。�

A．壓強      B．密度       C．反應速率       D．N2O5的濃度

（4）在恒溫恒容的密閉容器中充入NO2，建立如下平衡：2NO2（g）⇌N2O4（g），平衡時N2O4與NO2的物質(zhì)的量之比為a，其它條件不變的情況下，分別再充入NO2和再充入N2O4，平衡后引起的變化正確的是　B�。�

A．都引起a減小

B．都引起a增大

C．充入NO2引起a減小，充入N2O4引起a增大

D．充入NO2引起a增大，充入N2O4引起a減�。�

Answer 1

考點：

化學平衡的影響因素；熱化學方程式；電極反應和電池反應方程式．.
分析：	（1）N4氣體轉(zhuǎn)變?yōu)镹2氣體先破壞N4分子N﹣N鍵吸收能量，再生成N2分子形成N≡N鍵放出能量，注意一個N4分子中含有6個N﹣N鍵，根據(jù)能量的變化寫出熱化學反應方程式； （2）原電池中，負極上失去電子發(fā)生氧化反應，注意結(jié)合電解質(zhì)溶液的酸堿性寫電極反應式； （3）根據(jù)三段式計算出各組分的物質(zhì)的量的變化量、平衡時各組分的物質(zhì)的量； ①平衡常數(shù)指生成物濃度的系數(shù)次冪之積與反應物濃度系數(shù)次冪之積的比值，即k=；根據(jù)體積分數(shù)等于氧氣物質(zhì)的量除以混合氣體總物質(zhì)的量計算O2的體積分數(shù)； ②根據(jù)v=計算v（O2）； ③該反應為吸熱反應，降低溫度平衡向逆反應進行，再根據(jù)選項具體分析； （4）平衡后分別再充入NO2和再充入N2O4，相當于增大體系壓強，二氧化氮平衡轉(zhuǎn)化率增大，平衡時N2O4與NO2的物質(zhì)的量之比為a增大；
解答：	解：（1）根據(jù)原子守恒知，一個N4分子生成2個N2分子，一個N4分子中含有6個N﹣N鍵，破壞1molN4分子中含有6molN﹣N鍵需要吸收167kJ/mol×6mol=1002kJ能量； 生成2molN≡N鍵放出942kJ/mol×2mol=1884kJ能量，所以該反應放出1884kJ﹣1002kJ=882kJ能量，所以熱化學反應方程式為N4（g）=2N2（g）△H=﹣882kJ/mol， 故答案為：N4（g）=2N2（g）△H=﹣882kJ/mol； （2）原電池中，負極上失去電子發(fā)生氧化反應，該反應中氨氣發(fā)生氧化反應，所以負極上發(fā)生的反應是：氨氣失電子和氫氧根離子反應生成氮氣和水，電極反應式為 2NH3+6OH﹣﹣6e﹣=N2+6H2O，故答案為：2NH3+6OH﹣﹣6e﹣=N2+6H2O； （3）令平衡時O2的物質(zhì)的量為nmol，則     對于反應 2N2O5（g）⇌4NO2（g）+O2（g）， 開始（mol）：5            0         0 變化（mol）：2n           4n        n 平衡（mol）：5﹣2n         4n        n 所以×100%=50%，解得n=1， ①由上述計算知平衡時N2O53mol、NO24mol、O21mol．所以平衡時N2O5的濃度為=0.3mol/L，平衡時NO2的濃度為=0.4mol/L，平衡時O2的濃度為=0.1mol/L， 所以平衡常數(shù)k==， 平衡時O2的物質(zhì)的量為NO2的，所以O2的體積分數(shù)也為NO2的體積分數(shù)的， 所以O2的體積分數(shù)為×50%=12.5%， 故答案為：，；12.5%； ②由上述計算知平衡時O2的質(zhì)的量為1mol， 從0～5min內(nèi)用O2表示該反應的平均速率v（O2）==0.02mol/（L•min）， 故答案為：0.02mol/（L•min）； ③A．該反應正反應為吸熱反應，降低溫度平衡向逆反應進行，由于反應前氣體體積比反應后小，所以壓強減小，故A正確； B．都為氣體，總質(zhì)量不變，體積不變，所以密度不變，故B錯誤； C．溫度降低，反應速率降低，故C正確； D．該反應正反應為吸熱反應，降低溫度平衡向逆反應進行，N2O5的濃度增加，故D錯誤． 故選：AC； （4）在恒溫恒容的密閉容器中充入NO2，建立如下平衡：2NO2（g）⇌N2O4（g），平衡后分別再充入NO2和再充入N2O4，相當于增大體系壓強，二氧化氮平衡轉(zhuǎn)化率增大，平衡時N2O4與NO2的物質(zhì)的量之比為a增大； 故答案為：B．
點評：	本題考查了反應熱、原電池電極反應、平衡常數(shù)反應速率的影響因素分析判斷，化學平衡移動、化學平衡常數(shù)及計算等，難度中等，考查學生分析和解決問題的能力和對知識的掌握．