Question

【題目】研究氮及其化合物的性質(zhì)在人類進(jìn)步過程中具有極為重要的意義

(1)研究表明,CO與N2O在Fe+作用下發(fā)生反應(yīng)的能量變化及反應(yīng)歷程如圖所示，兩步反應(yīng)分別為①N2O+Fe+=N2+FeO+(慢)；②FeO++CO=CO2+Fe+(快)。由圖可知總反應(yīng)的化學(xué)反應(yīng)速率由反應(yīng)____(填“①”或“②”)決定。

(2)工業(yè)生產(chǎn)可以用NH3(g)與CO2(g)經(jīng)兩步可逆反應(yīng)生成尿素，兩步反應(yīng)的能量變化示意圖如下：

則NH3(g)與CO2(g)反應(yīng)生成尿素的熱化學(xué)方程式為____________________。

(3)基元反應(yīng)是指反應(yīng)物直接轉(zhuǎn)化為產(chǎn)物的反應(yīng)。飛秒激光為代表的分子動(dòng)力學(xué)可測(cè)得過程中出現(xiàn)的物質(zhì)的光譜從而研究反應(yīng)的機(jī)理，反應(yīng)級(jí)數(shù)是速率方程中濃度項(xiàng)的冪次之和，用n表示。反應(yīng)級(jí)數(shù)越大表示濃度對(duì)反應(yīng)速率影響越大。已知：基元反應(yīng)N2O5═N2O4+O2 v═Kc(N2O5)是一級(jí)反應(yīng)；則基元反應(yīng)NO2+CO=CO2+NO v=Kc(NO2)c(CO)此反應(yīng)為__________級(jí)反應(yīng)。（兩個(gè)方程涉及的物質(zhì)均為氣態(tài)）若v的單位為mol/(L·S)，用n表示反應(yīng)級(jí)數(shù)，則化學(xué)反應(yīng)速率常數(shù)K的單位通式為_______________。

(4)已知反應(yīng)：2NO(g)＋2H2(g)N2(g)＋2H2O(g)在1L密閉容器中進(jìn)行，該反應(yīng)達(dá)到平衡過程測(cè)得下表數(shù)據(jù)。

實(shí)驗(yàn)序號(hào)	溫度℃	初始NO濃度(mol·L－1)	初始H2濃度(mol·L－1)	NO的平衡轉(zhuǎn)化率
1	110	1.2	1.2	a
2	110	1.0	1.0	50%
3	100	1.0	1.0	b

①在110 ℃時(shí)，此反應(yīng)的化學(xué)平衡常數(shù)為________。

②在實(shí)驗(yàn)2的平衡體系中再加入1.0mol NO和0.5 mol N2，平衡將向________方向移動(dòng)。

③實(shí)驗(yàn)1中，NO的轉(zhuǎn)化率a________50%(填“＞”、“＝”或“＜”)。實(shí)驗(yàn)3中，b的值________(填字母序號(hào))。

A．等于50% B．大于50%

C．小于50% D．由本題所給資料無法判斷

(5)一種直接肼燃料電池的結(jié)構(gòu)如圖所示，回答下列問題

①b為電池的_________極

②負(fù)極的電極反應(yīng)方程式為_________________________________

Answer 1

【答案】① 2NH3(g)+CO2（g）CO(NH2)(s)+ H2O（l）△H=-134kJmol-1 二 或2 Ln-1.mol1-n.s-1 1 正反應(yīng) ＞ D 正 負(fù)極的電極反應(yīng)為: N2H4+4OH--4e-= N2↑+4H2O

【解析】

總反應(yīng)的化學(xué)反應(yīng)速率由速率慢的反應(yīng)決定；熱反應(yīng)方程式反應(yīng)熱根據(jù)蓋斯定律進(jìn)行計(jì)算；根據(jù)化合價(jià)變化可知，過氧化氫發(fā)生還原反應(yīng)生成水，N2H4發(fā)生氧化反應(yīng)生成氮?dú)猓瑩?jù)此回答問題。

(1)兩步反應(yīng)分別為①N2O+Fe+=N2+FeO+(慢)；②FeO++CO=CO2+Fe+(快)�？偡磻�(yīng)的化學(xué)反應(yīng)速率由速率慢的反應(yīng)①?zèng)Q定。

(2)根據(jù)蓋斯定律，NH3(g)與CO2(g)反應(yīng)生成尿素的熱化學(xué)方程式為NH3(g)+CO2(g)CO(NH2)(s)+ H2O（l）△H=-272kJmol-1+138kJmol-1=-134kJmol-1。

(3)反應(yīng)級(jí)數(shù)是速率方程中濃度項(xiàng)的冪次之和，基元反應(yīng)NO2+CO=CO2+NOv=Kc(NO2)c(CO)，濃度項(xiàng)的冪次之和為2，此反應(yīng)為二級(jí)反應(yīng)。若v的單位為mol/(L·S)，設(shè)產(chǎn)物為X，用n表示反應(yīng)級(jí)數(shù)，則化學(xué)反應(yīng)速率常數(shù)K= ，單位通式為Ln-1.mol1-n.s-1。

(4)已知反應(yīng)：2NO(g)＋2H2(g)N2(g)＋2H2O(g)在1L密閉容器中進(jìn)行，在110 ℃時(shí)該反應(yīng)達(dá)到平衡過程，一氧化氮的轉(zhuǎn)化率為50%，則平衡時(shí)一氧化氮的濃度為0.5mol/L，氫氣的濃度為0.5mol/L，生成氮?dú)獾臐舛葹?/span>0.25mol/L，水的濃度為0.5mol/L。

①在110 ℃時(shí)，此反應(yīng)的化學(xué)平衡常數(shù)為 。

②在實(shí)驗(yàn)2的平衡體系中再加入1.0mol NO和0.5 mol N2，此時(shí)濃度商Q=，即平衡將向正方向移動(dòng)。

③實(shí)驗(yàn)2與實(shí)驗(yàn)1比較，溫度相同，實(shí)驗(yàn)1反應(yīng)物濃度較大，故NO的轉(zhuǎn)化率a＞50%。反應(yīng)的能量變化情況未知，反應(yīng)熱無法判斷，故降低溫度，轉(zhuǎn)化率大小無法確定，選D由本題所給資料無法判斷。

(5) ①根據(jù)題目箭頭，a極失去電子，發(fā)生氧化反應(yīng)，為負(fù)極；b極得到電子，發(fā)生還原反應(yīng)，為正極。

②負(fù)極為N2H4生成氮?dú)獾姆磻?yīng)，電極反應(yīng)式為N2H4+4OH--4e-= N2↑+4H2O。