Question

氮及其化合物在生产、生活中有着重要作用，减少氮氧化物的排放是环境保护的重要内容之一，请回答下列氮及其化合物的相关问题：

（1）N₄的分子结构与白磷分子的正四面体结构相似。已知断裂1mol N－N键吸收167kJ热量，生成1mol N≡N键放出942kJ热量，请写出N₄气体转变为N₂反应的热化学方程式：                     。

（2）NH₃可直接用作车用燃料电池，产物无污染。写出碱性介质下该电池负极的电极反应式：                            。

（3）在T₁℃时，将5mol N₂O₅置于10L固定容积的密闭容器中发生下列反应：2N₂O₅(g) 4NO₂(g)+O₂(g)；△H＞0；反应至5分钟时各物质的浓度不再发生变化，测得NO₂的体积分数为50%。

①T₁℃时该反应的平衡常数K的计算式为                。

②用O₂表示从0～5min内该反应的平均速率υ(O₂) =              。

③将上述平衡体系的温度降至T₂℃，密闭容器内减小的物理量有  。

A．压强      B．密度       C．反应速率       D．N₂O₅的浓度

（4）在恒温恒容的密闭容器中充入NO₂，建立如下平衡：2NO₂(g) N₂O₄(g)，平衡时N₂O₄与NO₂的物质的量之比为a，其它条件不变的情况下，分别再充入NO₂和再充入N₂O₄，平衡后引起的变化正确的是            。

A．都引起a减小

B．都引起a增大

C．充入NO₂引起a减小，充入N₂O₄引起a增大

D．充入NO₂引起a增大，充入N₂O₄引起a减小

（5）25℃时，NH₃·H₂O电离常数K_b=1.8×10^－5，Mg(OH)₂的溶度积常数K_sp=1.8×10^－11，用pH计测得0.5 mol·L^一1氨水溶液的pH约为           。在某氯化镁溶液中加入一定量某浓度的氨水后，测得混合液pH =11.0，则此温度下残留在溶液中的c(Mg²⁺)=        。(已知lg2≈0.3、lg3≈0.5)。

Answer

（1）N4(g)=2N2(g) △H=－882 kJ·mol一1；（2）2NH3－6e－+6OH－＝N2+6H2O；（3）①0.1×0.42/0.32；②0.02mol•L一1•min一1；③AC；（4）B；（5）11.5，1.8×10－5 mol·L一1。

【解析】

试题分析：（1）根据反应热=反应物键能总和－生成物键能总和=6×167－2×942kJ/mol－1=－882kJ·mol－1，因此热化学反应方程式为：N4(g)=2N2(g) △H=－882kJ·mol－1；（2）NH3转化成无毒物质，N只能转化成N2，化合价升高，根据原电池工作原理，NH3作负极，2NH3－6e－→N2，根据电解液环境和所带电荷数相等，因此负极电极反应式为：2NH3＋6OH－－6e－=N2＋6H2O；（3）①2N2O5(g)=4NO2(g)＋O2(g)

起始量：5 0 0

变化量：2x 4x x

平衡量：5－2x 4x x 则NO2的体积分数=4x/(5－2x＋4x＋x)×100%=50%，解得x=1，则平衡时各组分浓度c(N2O5)=3/10mol·L－1=0.3mol·L－1，c(NO2)=4/10mol·L－1=0.4mol·L－1，c(O2)=1/10mol·L－1=0.1mol·L－1，化学平衡常数为K=0.1×0.42/0.32；②根据①V(O2)=0.1/5mol/(L·min)=0.02 mol/(L·min)；③此反应是吸热反应，根据勒夏特列原理，降低温度，平衡向逆反应方向进行，A、向逆反应方向进行，气体物质的量减少，则压强减小，故正确；B、ρ=m/V，气体质量不变，因为是恒容状态，则V不变，即密度不变，故错误；C、降低温度，反应速率减小，故正确；D、因为向逆反应方向进行，N2O5浓度增大，故错误；（4）无论增大NO2还是N2O4，相当于增大压强，根据勒夏特列原理，增大压强，平衡向正反应方向进行，N2O4增大，NO2减小，故选项B正确；（5）NH3·H2ONH4＋＋OH－，因为属于弱电解质，电离程度很弱，c(NH3·H2O)=0.5mol·L－1，根据电离平衡常数K=c(NH4＋)×c(OH－)/c(NH3·H2O)，代入数值为c(OH－)=3×10－3mol·L－1，根据c(H＋)=Kw/c(OH－)=10－11/3mol·L－1，pH=－lgc(H＋)=11.5，pH=11，说明c(OH－)=10－3mol·L－1，根据溶度积Ksp=c(Mg2＋)×c2(OH－)，解得c(Mg2＋)=1.8×10－5mol·L－1。

考点：考查热化学反应方程式的书写、电极反应式的书写、平衡常数、化学反应速率、勒夏特列原理、溶度积等知识。