Question

2015年3月，全国“两会”代表委员就我国“雾霾”治理积极建言献策。科学家研究表明氮氧化物与悬浮在大气中的盐粒子相互作用时能产生“二次雾霾”，涉及的反应有：

2NO₂(g)＋NaCl(s)NaNO₃(s)＋ClNO(g)     K₁ （Ⅰ）

2NO(g)＋Cl₂(g)2ClNO(g)              K₂ （Ⅱ）

回答下列问题：

（1）写出反应（Ⅰ）的平衡常数表达式K₁ ＝                   。

（2）恒温恒容条件下，反应（Ⅱ）达到平衡的标志是            。

a．体系压强保持不变         

b．混合气体颜色保持不变

c．NO和ClNO的物质的量相等

d．每消耗0.1 mol NO的同时消耗0.05 mol Cl₂

（3）为研究不同条件对反应（Ⅱ）的影响，恒温时向2 L密闭容器中加入 0.2 mol NO和0.1mol Cl₂：

①在恒容条件下反应10 min达到平衡，测得10 min内v(ClNO)＝7.5×10^－3 mol·L^－1·min^－1，

则NO的平衡转化率α₁＝         。

②在恒压条件下建立平衡时NO的转化率为α₂，则α₂     α₁（填“＞”“＜”

或“＝”），平衡常数K₂        （填“增大”、“减小”或“不变”）。

（4）工业上可通过电解NO制备NH₄NO₃，其工作原理如图所示，阴极反应式为                 ；为使电解产物全部转化为NH₄NO₃，需补充气体物质A，A的化学式是_________。

（5）NO₂可助偏二甲肼（C₂H₈N₂）燃烧，产生的巨大能量能把火箭送入太空。已知6.0g液态偏二甲肼与液态NO₂完全反应生成N₂、CO₂、H₂O(g)放出225.0kJ的热量。写出该反应的热化学方程式                。

Answer

（1）c(ClNO)/c2(NO2) ；

（2）ab

（3）①75% ； ② ＞； 不变

（4）NO+5e-+6H+===NH4++H2O； NH3

（5）C2H8N2(l)+4NO2(l)===3N2(g)+2CO2(g)+4H2O(g) △H =-2250.0kJ/mol

【解析】

试题分析：（2）该反应为气体压强减小的反应，体系压强保持不变，达到平衡。Cl2为黄绿色气体，颜色不变，达到平衡。每消耗0.1 mol NO的同时消耗0.05 mol Cl2，说的都是正反应方向，无法判断。

（3）v(NO)＝7.5×10－3 mol·L－1·min－1，消耗NO为0.075mol，α1=0.075mol/0.01mol=0.75，恒压条件相当于在恒容条件达到平衡再加压，平衡向正反应方向移动。α2＞α1，温度不变，平衡常数K2不变。

（4）电解NO制备NH4NO3，阳极反应为NO-3e-+2H2O=NO3-+4H+，阴极反应为：NO+5e-+6H+=NH4++H2O，从两极反应可看出，要使得失电子守恒，阳极产生的NO3-的物质的量大于阴极产生的NH4+的物质的量，总反应方程式为：8NO+7H2O3NH4NO3+2HNO3，因此若要使电解产物全部转化为NH4NO3，需补充NH3。

（5）6.0g液态偏二甲肼为0.1mol，1mol液态偏二甲肼燃烧为C2H8N2(l)+4NO2(l) ===3N2(g)+2CO2(g)+4H2O(g) △H =-2250.0kJ/mol

考点：化学平衡的应用。原电池的应用，热化学方程式的书写