Question

氮是地球上含量丰富的一种元素，氮及其化合物在工农业生产、生活中有着重要作用。

请回答下列有关含氮物质的问题：

（1）右图是1molNO2和1molCO反应生成CO2 和NO过程中能量变化示意图，请写出NO2和CO反应的热化学方程式_____________________________________；

恒温恒容条件下，不能说明该反应已达到平衡状态的是___(填序号)。

A．容器内混合气体颜色不再变化

B．容器内的压强保持不变

C．v逆(NO2)＝v正(NO)

D．容器内混合气体密度保持不变

（2）汽车尾气里含有的NO气体是由于内燃机燃烧的高温引起氮气和氧气反应所致：

N2(g)＋O2(g)2NO(g) ΔH>0，已知该反应在2404℃ 时，平衡常数K＝64×10－4。

该温度下，某时刻测得容器内N2、O2、NO的浓度分别为2.5×10－1 mol/L、4.0×10－2 mol/L和3.0×10－3 mol/L，此时反应_______(填“处于化学平衡状态”、“向正反应方向进行”或“向逆反应方向进行”)。

（3）肼－空气燃料电池是一种碱性燃料电池，电解质溶液是20%~30%的KOH溶液。总电池反应为N2H4+O2 = N2+2H2O。该电池放电时，负极的电极反应式是_________。

（4）盐酸肼（N2H6Cl2）是一种重要的化工原料，属于离子化合物，易溶于水，溶液呈酸性，水解原理与NH4Cl类似。写出盐酸肼第一步水解反应的离子方程式_____________________________________。

Answer

（1）NO2（g）+CO（g）=CO2（g）+NO（g）ΔH＝－234 kJ/mol；BD

（2） 向正反应方向进行 （3） N2H4+4OH－－4e－＝4H2O+N2↑

（4）N2H62＋＋H2O[N2H5·H2O]＋＋H＋

【解析】

试题分析：（1）根据图像可知反应物总能量高于生物总能量，因此是放热反应，其夫人是134kJ/mol－368kJ/mol＝－234 kJ/mol，则反应的热化学方程式为NO2（g）+CO（g）=CO2（g）+NO（g）ΔH＝－234 kJ/mol。A．颜色的深浅与浓度有关系，因此容器内混合气体颜色不再变化，这说明NO2的浓度不再发生变化，反应达到平衡状态，A正确；B．反应前后体积不变，则压强始终不变，所以容器内的压强保持不变不能说明反应达到平衡状态，B错误；C．v逆(NO2)＝v正(NO)表示方向的不同反应速率，且满足反应速率之比是相应的化学计量数之比，因此反应达到平衡状态，C正确；D．密度是混合气体的质量与容器容积的比值，质量和容积始终是不变的，则容器内混合气体密度保持不变不能说明反应达到平衡状态，D错误，答案选BD。

（2）此时浓度熵＝＜64×10－4，因此反应向正反应方向进行。

（3）该电池放电时，负极的肼失去电子，转化为氮气，则负极电极的电极反应式是N2H4+4OH－－4e－＝4H2O+N2↑。

（4）根据铵根的水解可判断盐酸肼第一步水解反应的离子方程式为N2H62＋＋H2O[N2H5·H2O]＋＋H＋。

【考点定位】本题主要是热化学方程式、电极反应式、水解方程式书写、平衡状态判断以及平衡常数应用等

【名师点晴】在一定条件下，当可逆反应的正反应速率和逆反应速率相等时（但不为0），反应体系中各种物质的浓度或含量不再发生变化的状态，称为化学平衡状态。可逆反应达到平衡状态有两个核心的判断依据：①正反应速率和逆反应速率相等。②反应混合物中各组成成分的百分含量保持不变。只要抓住这两个特征就可确定反应是否达到平衡状态，对于随反应的发生而发生变化的物理量如果不变了，即说明可逆反应达到了平衡状态。判断化学反应是否达到平衡状态，关键是看给定的条件能否推出参与反应的任一物质的物质的量不再发生变化。