Question

(15分)按要求回答下列有关问题。

（1）据报道，科学家新研发出一种常温下催化合成NH₃的方法：2N₂(g)+6H₂O(l)=4NH₃(g)+3O₂(g)

已知如下信息：

①化合物的生成热可以表示其相对能量。化学上，规定标准状况下稳定单质的生成热为0。几种物质的生成热：NH₃(g)为mkJ·mol^-1，H₂O(l)为nkJ·mol^-1。

反应的△H=产物的生成热之和---反应物的生成热之和

②几种化学键的键能数据如下：

上述反应中，△H=_______kJ·mol^-1，H-N键的键能为_______kJ·mol^-1。

（2）二氧化硫在一定条件下可以发生如下反应：

SO₂(g)+NO₂(g)SO₃(g)+NO(g)，△H= -42kJ·mol^-1，在1L恒容密闭容器中充入SO₂(g)和NO₂(g)，所得实验数据如下：

实验编号	温度	起始时物质的量/mol	平衡时物质的量/mol
N(SO2)	N(NO2)	N(NO)
甲	T1	0.80	0.20	0.18
乙	T2	0.20	0.80	0.16
丙	T3	0.20	0.30	a

①实验甲中，若2min时测得放出的热量是4.2kJ，则0~2min时间内，用SO₂(g)表示的平均反应速率v(SO₂)=_____________________；

②实验丙中，达到平衡时，NO₂的转化率为____________；

③由表中数据可推知，T_l______T₂(填“＞”“＜’’或“=”)；

（3）对反应N₂O₄(g)2NO₂(g)   △H＞0   在温度为T_l、T₂时平衡体系中NO₂的体积分数随压强变化曲线如图所示，下列说法正确的是__________。

a．A、C两点的反应速率：A＞C

b．A、C两点气体的颜色：A深，C浅

c．由状态A到状态B，可以用加热的方法

d．A、C两点的化学平衡常数：A=C

（4）工业上，采用石墨、铁棒作为电极，电解除去废水中的CN^-(N为-3价，下同)，装置如图所示，通电过程中，阳极区两种离子的放电产物会进一步发生反应，其方程式为：C1₂+CNO^-+OH^-→□+Cl^-+CO₃^2-+H₂O(未配平)。最终阴、阳两极均有无色无味气体产生。

①铁电极应连接直流电源的____________(填写电极名称)。

②上述反应方程式配平后“□”内应填写________；

③阳极上发生的电极反应为2Cl^--2e^-=Cl₂↑和_______________；

Answer

（1）4m-6n(1分) (2a+12b-3c-4m+6n)/12(2分)

（2）①0.05 mol·L－1·min－1(2分) ②×100%(2分) ③＜(2分)

（3）d(2分)

（4）①负极 (1分) ②N2 (1分) ③CN- -2e- +2OH- = CNO- + H2O(2分)

【解析】

试题分析：（1）△H=产物的生成热之和—反应物的生成热之和=(4m+0)-(6n+0)=4m-6n；设H-N键的键能为xkJ·mol-1，△H=反应物的键能和—生成物的键能和=(2a+12b-12x-3c)=4m-6n，解得：x=(2a+12b-3c-4m+6n)/12；

（2）①实验甲中，若2min时测得放出的热量是4.2kJ，则消耗二氧化硫物质的量为=0.1mol，则v(SO2)==0.05mol/(L．min)；

②实验丙中，平衡时NO为amol，则参加反应二氧化氮的物质的量为amol，故二氧化氮的转化率为×100%=×100%；

③乙实验平衡时，NO为0.16mol，则：

SO2(g)+NO2(g)SO3(g)+NO(g)

起始量(mol)：0.2 0.8 0 0

变化量(mol)：0.16 0.16 0.16 0.16

平衡量(mol)：0.04 0.64 0.16 0.16

T2温度下平衡常数K==1，同样可计算出T2温度下平衡常数K==2.63，可见正反应为放热反应，升高温度平衡逆向移动，平衡常数减小，故T1＜T2；

（3）a．由图象可知，A、C两点都在等温线上，C的压强大，则A、C两点的反应速率：A＜C，故a错误；b．由图象可知，A、C两点都在等温线上，C的压强大，与A相比C点平衡向逆反应进行，向逆反应进行是由于减小体积增大压强，平衡移动的结果降低NO2浓度增大趋势，但到达平衡仍比原平衡浓度大，平衡时NO2浓度比A的浓度高，NO2为红棕色气体，则A、C两点气体的颜色：A浅，C深，故b错误；c．升高温度，化学平衡正向移动，NO2的体积分数增大，由图象可知，A点NO2的体积分数大，则T1＜T2，由状态A到状态B，可以用降温的方法，故c错误；D．由图象可知，A、C两点都在等温线上，化学平衡不变，故d正确；答案为d。

（4）①根据发生的电极反应，可以知道金属铁是阴极，接电源的负极；

②据氧化还原反应的原理，其反应方程式为3Cl2+2CNO-+8OH-═N2+6Cl-+2CO32-+4H2O，故答案为N2；

③阳极发生氧化反应，阳极的电极反应式为：CN--2e-+2OH-═CNO-+H2O和2Cl--2e-═Cl2↑。

考点：考查反应热的计算、化学反应速率的计算、化学平衡的分析及平衡常数的计算、电解原理的应用。