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氮元素有着多变价态和种类繁多的化合物,它们在工农业生产、生活中发挥着重要的作用.完成下列问题:
(1)在一密闭容器中,进行如下化学反应:N2(g)+3H2(g)?2NH3(g)△H<0,其化学平衡常数K与温度T的关系如下表:
T 298K 398K 498K …
K 4.1×106 K1 K2 …
①比较K1、K2的大小:K1
>
>
K2(填“>”、“=”或“<”).
②若保持容器的容积不变,则该反应达到化学平衡状态的依据是
acd
acd
(填序号).
a.2v正(H2)=3v逆(NH3)    b.v正(N2)=3v逆(H2)
c.容器内压强保持不变       d.混合气体的平均摩尔质量保持不变
③若维持容器的体积不变,达到平衡状态后再向容器中通入一定量的N2,此时逆反应速率
不变
不变
(填“增大”、“减小”或“不变”);平衡向
正反应
正反应
方向移动.
④已知AgCl可溶于氨水中,而AgBr不溶于氨水中,则Ksp(AgCl)
>
>
 Ksp(AgBr).
(2)肼是氮元素的另一种氢化物,分子式为N2H4.
①写出肼的电子式
,它属于
极
极
性分子.
②298K时,1.00g N2H4(l)与足量的N2O4(l)完全反应生成氮气和水,放出19.15kJ的热量.写该反应的热化学方程式
2N2H4(l)+N2O4(l)═3N2(g)+4H2O(l)△H=-1225.6 kJ/mol
2N2H4(l)+N2O4(l)═3N2(g)+4H2O(l)△H=-1225.6 kJ/mol
.
③肼也可以在纯氧中燃烧生成氮气和水,为了充分利用其能量有人设计了原电池装置,电极材料是多孔石墨电极,电解质为能够传导H+的固体电解质,请写出负极反应式
N2H4-4e-═N2+4H+
N2H4-4e-═N2+4H+
.
分析:(1)①根据反应放热,温度升高,平衡向着逆向移动进行判断;
②达到平衡状态,各组分浓度不变,正逆反应速率相等进行判断;
③根据生成物的浓度是否变化进行分析反应速率变化;氮气浓度增大,平衡向着正向移动;
④根据溶度积越大,溶解度越小进行判断;
(2)①肼属于共价化合物,根据共价化合物的电子式书写方法完成;肼有极性键构成,分子结构不能够抵消键的极性;
②先配平肼与足量的N2O4(l)完全反应生成氮气和水的化学方程式,然后根据298K时,1.00g N2H4(l)完全反应放出的热量写出热化学方程式;
③根据负极失去电子发生氧化反应写出电极反应.
解答:解:(1)①N2(g)+3H2(g)?2NH3(g)△H<0,反应为放热反应,温度升高,化学平衡向着逆向移动,氨气浓度减小,氮气、氢气浓度增大,平衡常数减小,所以K1>K2,
故答案为:>;
②a.2v正(H2)=3v逆(NH3),表示正逆反应速率相等,达到了平衡状态,故a正确;
b.v正(N2)=3v逆(H2),表示的是正反应速率和逆反应速率,但是不符合化学计量数关系,所以正逆反应速率不相等,没有达到平衡状态,故b错误;
c.容器内压强保持不变,该反应两边气体的化学计量数之和不相等,气体的物质的量是个变量,而容器容积固定,所以压强不变,说明正逆反应速率相等,达到了平衡状态,故c正确;
d.混合气体的平均摩尔质量保持不变,反应方程式两边都是气体,所以气体的质量不变,而方程式两边气体的体积不相等,所以气体的物质的量是个变量,气体的平均摩尔质量不变,说明正逆反应速率相等,达到了平衡状态,故d正确;
故答案为:acd;
③若维持容器的体积不变,达到平衡状态后再向容器中通入一定量的N2,此时氨气的浓度不变,所以逆反应速率不变;氮气浓度增大,平衡向着氮气浓度减小的反应一定即平衡向着正向移动,
故答案为:不变;正反应;
④已知AgCl可溶于氨水中,而AgBr不溶于氨水中,溶解度越大,溶度积越大,所以氯化银的溶度积大于溴化银的溶度积,
故答案为:>;
(2)①N2H4为共价化合物,结合氨气的电子式,N2H4电子式为:,肼分子中共价键属于极性键,正负电荷的重心不重合,属于极性分子,
故答案为:;极;
②N2H4(l)与足量的N2O4(l)完全反应生成氮气和水,根据化合价升降相等配平为:2N2H4(l)+N2O4(l)═3N2(g)+4H2O(l),2mol肼的质量为64g,放出的热量为1225.6kJ,反应的热化学方程式为:2N2H4(l)+N2O4(l)═3N2(g)+4H2O(l)△H=-1225.6 kJ/mol,
故答案为:2N2H4(l)+N2O4(l)═3N2(g)+4H2O(l)△H=-1225.6 kJ/mol;
③利用肼在纯氧中燃烧生成氮气和水设计成原电池,电极材料是多孔石墨电极,电解质为能够传导H+的固体电解质,负极失去电子被氧化,所以负极反应为肼失去电子被氧化成氮气,电极反应为:N2H4-4e-═N2+4H+,
故答案为:N2H4-4e-═N2+4H+.
点评:本题考查了化学平衡常数、化学平衡状态的判断、电子式书写、热化学方程式书写、电极反应等知识,涉及的题量相当大,浓度中等,充分考查了学生的分析、理解能力.
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科目:高中化学 来源: 题型:

氮元素有着多变价态和种类繁多的化合物,它们在工农业生产、生活中发挥着重要的作用。完成下列问题:

(1)在一密闭容器中,进行如下化学反应:

N2(g)+3H2(g)2NH3(g)  △H<0,其化学平衡常数K与温度T的关系如下表:

T

298 K

398 K

498 K

…

K

4.1×106

K1

K2

…

①比较K1、K2的大小:K1______K2(填“>”、“=”或“<”)。

②若保持容器的容积不变,则该反应达到化学平衡状态的依据是________(填序号)。

a.2v(H2)正=3v(NH3)逆           b.v(N2)正=3v(H2)逆

c.容器内压强保持不变            d.混合气体的平均摩尔质量保持不变

③若维持容器的压强不变,达到平衡状态后再向容器中通入一定量的N2,此时逆反应速率______(填“增大”、“减小”或“不变”);平衡向_____方向移动。

④已知AgCl可溶于氨水中,而AgBr不溶于氨水中,则Ksp(AgCl)______ Ksp(AgBr)。

( 2 )肼是氮元素的另一种氢化物,分子式为N2H4。

①298 K时,1.00 g N2H4(l)与足量的N2O4(l)完全反应生成氮气和水,放出19.15 kJ的热量。写该反应的热化学方程式_____________________________________。

②肼也可以在纯氧中燃烧生成氮气和水,为了充分利用其能量有人设计了原电池装置,电极材料是多孔石墨电极,电解质为能够传导H+的固体电解质,请写出负极反应式_________________。

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