Question

含氮的化合物广泛存在于自然界，是一类非常重要的化合物。回答下列有关问题：

（1）在一定条件下：2N₂(g)+6H₂O(g)=4NH₃(g)+3O₂(g)。已知该反应的相关的化学键键能数据如下：

化学键	N≡N	H-O	N-H	O=O
E/（kJ/mol）	946	463	391	496

则该反应的ΔH=_______________kJ/mol。

（2）在恒容密闭容器中充入2molNO₂与1molO₂发生反应如下：

4NO₂(g)+O₂(g) 2N₂O₅(g)

①已知在不同温度下测得N₂O₅的物质的量随时间的变化如图1所示。常温下，该反应能逆向自发进行，原因是_______________________。

②下列有关该反应的说法正确的是___________。

A．扩大容器体积，平衡向逆反应方向移动，混合气体颜色变深

B．恒温恒容，再充入2molNO₂和1molO₂，再次达到平衡时NO₂转化率增大

C．恒温恒容，当容器内的密度不再改变，则反应达到平衡状态

D．若该反应的平衡常数增大，则一定是降低了温度

（3）N₂O₅是一种新型绿色硝化剂，其制备可以用硼氢化钠燃料电池作电源，采用电解法制备得到N₂O₅，工作原理如图。则硼氢化钠燃料电池的负极反应式为 _________________________。

0.01 mol/L 的溶液	X	Y	Z	W
pH	12	2	8.5	4.5

X、Y、Z、W分别是HNO₃、NH₄NO₃、NaOH、NaNO₂四种强电解质中的一种。上表是常温下浓度均为0.01 mol/L的X、Y、Z、W溶液的pH。将X、Y、Z各1mol同时溶于水中得到混合溶液，则混合溶液中各离子的浓度由大到小的顺序为_______________________。

氮的氧化物与悬浮在大气中的海盐粒子相互作用时，涉及如下反应：

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

Ⅱ：2NO(g)+ Cl₂(g)2ClNO(g)  K₂

①4NO₂(g)+ 2NaCl(s)2NaNO₃(s)+ 2NO(g)+Cl₂(g)的平衡常数K=_________（用K₁、K₂表示）

②在恒温条件下，向2L恒容密闭容器中加入0.2molNO和0.1molCl₂，10min时反应Ⅱ达到平衡。测得10min内v(ClNO)=7.5×10^-3mol/(L·min)，则平衡时NO的转化率α₁₌___________；其他条件不变，反应Ⅱ在恒压条件下进行，平衡时NO的转化率α₂________α₁（填“＞” “＜”或“＝”）

Answer

+1268 逆反应方向的△S＞0 BD BH4-+8OH--8e-＝BO2-+6H2O c（Na＋）＞c（NO3-）＞c（NO2-）＞c（OH-）＞c（H＋） K12/K2 75% >

【解析】试题分析：（1）反应物的总键能－生成物的总键能=焓变。（2）先拐先平温度高，所以TⅡ>TⅠ；温度越高，生成物的量越少，说明升温平衡逆向移动，正反应放热。

（2）①根据熵变分析。

②A．扩大容器体积，浓度均减小；

B．恒温恒容，再充入2molNO2和1molO2，相当于加压，平衡正向移动；

C．根据ρ=分析；

D．根据正反应放热，升高温度平衡逆向移动分析；

(3)根据工作原理如图，硼氢化钠在负极放电生成BO2-；根据0.01mol/Ld的X、Y、Z、W的PH，X、Y、Z、W分别是NaOH、 HNO3、NaNO2、NH4NO3；NaNO2是强碱弱酸盐，水解呈碱性。

① Ⅰ：2NO2(g)+ NaCl(s)NaNO3(s)+ ClNO(g) K1

Ⅱ：2NO(g)+ Cl2(g)2ClNO(g) K2

化学方程式(Ⅰ×2－Ⅱ)得4NO2(g)+ 2NaCl(s)2NaNO3(s)+ 2NO(g)+Cl2(g)；

②根据分析

解析：（1）根据反应物的总键能－生成物的总键能=焓变，反应2N2(g)+6H2O(g)=4NH3(g)+3O2(g) ΔH=946×2＋463×12－391×12－496×3=+1268 kJ/mol；

（2）

①根据图示，先拐先平温度高，所以TⅡ>TⅠ；温度越高，生成物的量越少，说明升温平衡逆向移动，△H<0，化学反应易向着熵变增大的方向进行4NO2(g)+O2(g) 2N2O5(g)生成物气体分子数减少，正反应△S<0，逆反应△S>0，所以逆向自发进行。

②A．扩大容器体积，平衡向逆反应方向移动，但浓度都减小，混合气体颜色变浅，故A错误；

B．恒温恒容，再充入2molNO2和1molO2，相当于加压，再次达到平衡时NO2转化率增大，故B正确；

C．恒温恒容，根据ρ=，容器内的密度为常量，密度不再改变，不一定达到平衡状态，故C错误；

D．正反应放热，升高温度平衡逆向移动，平衡常数减小，若该反应的平衡常数增大，则一定是降低了温度，故D正确。

(3)根据工作原理如图，硼氢化钠在负极失电子生成BO2-，分解反应为BH4-+8OH--8e-＝BO2-+6H2O；将NaOH、 HNO3、NaNO2各1mol同时溶于水中得到NaNO3、NaNO2混合溶液，NaNO2是强碱弱酸盐，水解呈碱性，混合溶液中各离子的浓度由大到小的顺序为c（Na＋）＞c（NO3-）＞c（NO2-）＞c（OH-）＞c（H＋）；①化学方程式(Ⅰ×2－Ⅱ)得4NO2(g)+ 2NaCl(s)2NaNO3(s)+ 2NO(g)+Cl2(g)，所以①平衡常数K= K12/K2；

②10min内v(ClNO)=7.5×10-3mol/(L·min)，所以生成ClNO的浓度为0.075mol/L，

则平衡时NO的转化率α1=0.075÷0.1=75%；正反应物质的量减小，其他条件不变，反应Ⅱ在恒压条件下进行，相当于加压，平衡时NO的转化率增大所以α2>α1。

点睛：强酸弱碱盐，弱碱阳离子水解，弱碱阳离子数目减少，水溶液呈酸性；强碱弱酸盐，弱酸根离子水解，水溶液呈碱性。