Question

（原创）化学反应原理在生产和科研中有着重要的应用，请利用相关知识回答下列问题。

（1）一定条件下在密闭容器中加入NH₄I发生反应：

a.NH₄I(s) NH₃(g)+HI(g)

b.2HI(g) H₂(g)+I₂(g)

则反应a的平衡常数表达式为_______；达到平衡后，扩大容器体积，反应b的移动方向_______(填正向、逆向或不移动)

（2）氮元素的+4价氧化物有两种，它们之间发生反应：2NO₂N₂O₄ △H < 0，将一定量的NO₂充入注射器中后封口，下图是在拉伸和压缩注射器的过程中气体透光率随时间的变化(气体颜色越深，透光率越小)。下列说法正确的是_____________

A．b点的操作是压缩注射器       

B．c点与a点相比，c(NO₂)增大，c(N₂O₄)减小

C．若反应在一绝热容器中进行，则b、c两点的平衡常数K_b>K_c

D．d点： (正)> (逆)

（3）利用反应6NO₂+8NH₃=7N₂+12H₂O构成原电池，能消除氮氧化物的排放，减轻环境污染，装置如图所示。

①电极a为______极，其电极反应式为________________

②当有2.24 L NO₂(标准状况下)被处理时，转移电子为____________mol

③为使电池持续放电，该离子交换膜需选用_______（选填“阳”或“阴”）离子交换膜。

（4）使用硼氢化钠(NaBH₄)为诱导剂，可使Co²⁺与肼(N₂H₄)在碱性条件下发生反应，制得高纯度纳米钴，该过程不产生有毒气体。

①写出该反应的离子方程式______________________________。

②在纳米钴的催化作用下，肼(N₂H₄)可分解生成两种气体，其中一种气体能使湿润的红色石蕊试纸变蓝。若反应在不同温度下达到平衡时，混合气体中各组分的体积分数如图所示，为抑制肼的分解，可采取的合理措施有_________________________________ (任写一种)。

Answer

（1）k = c(NH3)∙c(HI) （2分） 不移动（1分）；（2）A、C （2分）

（3）①负（1分）；2NH3-6e-+6OH-=N2+6H2O （2分）； ②0.4（2分） ③阴（1分）

（4）①2Co2++N2H4+4OH-=2Co↓+N2↑+4H2O【反应物写成Co(OH)2也可】（3分）

②降低反应温度或增大压强（1分）

【解析】

试题分析：（1）反应a的平衡常数表达式为K=c(NH3)∙c(HI)；由于反应b是气体体积不变的反应，所以达到平衡后，扩大容器体积，平衡不会向任何反应方向移动。 (2)A．b点后气体的透光率减小，说明平衡向逆反应方向移动，根据平衡移动原理，减小压强，平衡向气体体积增大的逆反应方向移动，所以b点的操作是压缩注射器，正确；B．当压缩气体的体积后，反应达到平衡，这时c点与a点相比，c(NO2)增大、c(N2O4)增大；错误；C．若反应在一绝热容器中进行，减小压强，平衡向气体体积增大的方向 ，由于逆反应方向为放热反应，所以温度：b点Kc，正确；D．由于d点后透光率逐渐减小，说明平衡逆向移动，所以 (正)< (逆)，错误。(3) ①通入氨气的电极a为负极，NH3失去电子，发生氧化反应，其电极反应式是2NH3-6e-+6OH-=N2+6H2O；②当有2.24 L NO2(标准状况下)被处理时，由于反应后N元素的化合价为N2的0价，0.1mol NO2得到0.4mol电子；③为使电池持续放电，应该使OH-不断向负极移动，所以该离子交换膜需选用阴离子交换膜；(4) ①使用硼氢化钠(NaBH4)为诱导剂，可使Co2+与肼(N2H4)在碱性条件下发生反应，制得高纯度纳米钴，该过程不产生有毒气体。则N2H4失去电子，被氧化为N2。Co2+得到电子，被还原变为Co，该反应的离子方程式是2Co2++N2H4+4OH-=2Co↓+N2↑+4H2O；②在纳米钴的催化作用下，肼(N2H4)可分解生成两种气体，其中一种气体能使湿润的红色石蕊试纸变蓝。该气体是NH3，则反应的方程式是：3 N2H42N2+2NH3，由于该反应的正反应去气体体积增大的反应，所以为抑制肼的分解，可采取增大压强的方法；由于温度升高，N2H4的含量减小，说明升高温度，平衡正向移动。根据平衡移动原理，升高温度，平衡向吸热反应方向移动，正反应方向为吸热反应。则为了抑制N2H4的分解，应该采取的措施是降低温度。

考点：考查化学平衡常数表达式、平衡移动方向的判断、原电池反应原理的应用、反应条件的判断的知识。