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...

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)。已知该反应相关的化学键键能数据如表一：

表一：

则该反应的△H=___________kJ/mol

(2)在恒容密闭容器中充入2 molNO2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______________________。

(4)X、Y、Z、W分别是HNO3、NH4NO3、NaOH、NaNO2四种强电解质中的一种。下表二是常温下浓度均为0.01mol/L的X、Y、Z、W溶液的pH。将X、Y、Z各lmol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______________________。

(5)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“=”)

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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：

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 _________________________。

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“＝”）

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氮的化合物用途广泛。回答下列问题：

（1）在一定条件下，氮气能和水蒸气反应生成氨气和氧气2N2（g）＋6H2O（g）=4NH3（g）＋3O2（g）△H，与该反应相关的化学键键能数据如下：

则该反应的△H＝________kJ·mol-1。

（2）在恒容密闭容器中充入2 mol N2O5与1molO2发生反应4NO2 (g) + O2 (g) 2N2O5 (g) △H。

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所示，该反应的△H_____0（填“＞”“＜”或“＝”）。高温下该反应能逆向自发进行，其原因是___________________。

②下列有关该反应的说法正确的是_______（填标号）。

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2 mol NO2和1molO2，再次达到平衡时，NO2的转化率增大

C．恒温恒容，当容器内的密度保持不变时，反应达到了平衡状态

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，工作原理如图所示。则硼氢化钠燃料电池的负极反应式为_________。

（4）X、Y、Z、W分别是HNO3、NH4NO3、NaOH、NaNO2四种强电解质中的一种。下表是常温下浓度均为0．01mol・L—1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________。

（5）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) 2CNO(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0．2 mol NO和0．1 mol Cl2，10min时反应Ⅱ达到平衡，测得10min内v(ClNO)＝7.5×10-3mol・L-1・min-1，则平衡时NO的转化率α1=____；若其他条件不变，反应Ⅱ在恒压条件下进行，平衡时NO的转化率α2__α1（填“＞”“＜”或“＝”）。

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19．（10分）自然界中氮元素有多种存在形式。

（1）合成氨反应的化学方程式是　　　　 。

（2）NH3在一定条件下可被氧化。

已知：ⅰ．4NH3(g)+3O2(g)＝2N2(g)+6H2O(g)　　 ΔH＝﹣1269 kJ/mol

ⅱ．    

① 断开1 mol H-O 键与断开 1 mol H-N 键所需能量相差约______kJ；

② H-O 键比H-N键（填“强”或“弱”）______。

（3）下图是某压强下， N2与H2按体积比1: 3投料时，反应混合物中氨的体积分数随温度的变化曲线。其中一条是经过一定时间反应后的曲线，另一条是平衡时的曲线。

① 图中b点，U(正)______ U(逆)。（填“＞”、“＝”或“＜”）

② 图中a点，容器内气体n(N2):n(NH3)= 　　 。

（4）水中的氨在微生物作用下可被氧化为亚硝酸，其化学方程式是　　　　 。

（5）电解法能将碱性溶液中的NO2转化为N2而除去，其电极反应式是　　　　 。

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(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：

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，Tl______T2(填“＞”“＜’’或“=”)；

（3）对反应N2O4(g)2NO2(g)　　 △H＞0　　 在温度为Tl、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-+CO32-+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_______________；

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氮及其化合物在生活和生产中应用广泛。

（1）根据最新“人工固氮”的研究报道，在常温、常压、光照条件下，N2在催化剂（掺有少量Fe2O3和TiO2）表面与水发生反应：2N2(g)＋6H2O（1）4NH3(g)＋3O2(g)　 H=＋1530 kJ·mol-1，又知：H2O(g) =　 H2O（1）　 H=－44.0 kJ·mol-1，则4NH3(g)＋3O2(g)2N2(g)＋6H2O(g) H =_____kJ·mol-1。在恒温恒容密闭容器中，当该反应处于平衡状态时，欲使平衡向正反应方向移动且反应速率加快，下列措施可行的是_____。（填字母）

A．向平衡混合物中充入Ar　　 B．向平衡混合物中充入O2

C．采用更好的催化剂　　 D．降低反应的温度

（2）①用氨气制取尿素[CO(NH2)]的反应为：2NH3(g)＋CO2(g)CO(NH2)2(s)＋H2O(g)△H＜0，某温度下，向容器为1L的密闭容器中通入4 mol NH3和2molCO2，该反应进行到40s时，达到平衡，此时CO2的转化率为50%。下图中的曲线表示在前25s内NH3的浓度随时间的变化。如果保持其他条件不变的情况下使用催化剂，请在下图中用实线画出c(NH3)随时间的变化曲线。_______________。

② 若保持温度和容器体积不变，向平衡体系中再通入2molNH3和2molH2O，此时v正______v逆（填“>”、“=”或“<”）

（3）叠氮酸钠(NaN3)常用于汽车安全气囊中，工业 生产NaN3主要是在175℃时把NaNO3粉末加到熔化的NaNH2中，此外还生成两种常见的碱性物质，请写出上述过程的化学方程式_______________________。

（4）羟胺NH2OH可以看作是NH3分子内的一个氢原子被羟基取代的衍生物。以硝酸、硫酸水溶液作电解质进行电解，在汞电极上NO3-可转化为NH2OH，以铂为另一极，则该电解反应的总化学方程式_______。

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（11分）研究氮的固定具有重要意义．

（1）雷雨天气中发生自然固氮后，氮元素转化为　　　　 而存在于土壤中．处于研究阶段的化学固氮新方法是N2在催化剂表面与水发生如下反应：

2N2（g）+6H2O（l）=4NH3（g）+3O2（g）△H　　　　 K　 ①

已知：N2（g）+3H2（g）=2NH3（g）△H1=﹣92．4kJ•mol﹣1　　 K1　 ②

2H2（g）+O2（g）=2H2O（l）△H2=﹣571．6kJ•mol﹣1　　 K2　 ③

则△H=　　　　 ；K=　　　　 （用K1和 K2表示）．

（2）在四个容积为2L的密闭容器中，分别充入1mol N2、3mol H2O，在催化剂条件下进行反应①3小时，实验数据见下表：

下列能说明反应①达到平衡状态的是　　　　 （填字母）．

a．NH3和O2的物质的量之比为4：3

b．反应混合物中各组份的质量分数不变

c．单位时间内每消耗1molN2的同时生成2molNH3

d．容器内气体密度不变

若第三组反应3h后已达平衡，第三组N2的转化率为　　　 ；与前三组相比，第四组反应中NH3生成量最小的原因可能是 　　　　 　　 ．

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（18分）研究氮的固定具有重要意义。

（1）雷雨天气中发生自然固氮后，氮元素转化为________而存在于土壤中。处于研究阶段的化学固定

新方法是N2在催化剂表面与水发生如下反应：

2N2(g)+6H2O(l)=4NH3(g)+3O2(g)　　 △H　　　　 K　 ①

已知：N2(g)+3H2(g)=2NH3(g)　 　 △H1=-92.4kJ·mol-1　　 K1　　 ②

2H2(g) +O2(g) =2H2O(l)　 △H2=-571.6kJ·mol-1　　 K2　 ③

则△H =________；K=___________（用K1和 K2表示）。

（2）在四个容积为2L的密闭容器中，分别充入1mol N2、3mol H2O，在催化剂条件下进行反应①3h，实验数据见下表：

下列能说明反应①达到平衡状态的是_____（填字母）。

a.NH3和O2的物质的量之比为4∶3

b.反应混合物中各组份的质量分数不变

c.单位时间内每消耗1molN2的同时生成2molNH3

d.容器内气体密度不变

若第三组反应3h后已达平衡，第三组N2的转化率为___________；第四组反应中以NH3表示的反应速率是__________________，与前三组相比，NH3生成量最小的原因可能是_________________。

（3）美国化学家发明一种新型催化剂可以在常温下合成氨，将其附着在电池的正负极上实现氮的电化学固定，其装置示意图如下：

则开始阶段正极反应式为_____________；忽略电解过程中溶液体积变化，当电池中阴极区溶液pH = 7时，溶液中NH3·H2O的浓度为___________( Kb=2×10-5mol·L-1)；当电池中阴极区呈红色时，溶液中离子浓度由大到小的顺序为_________________。

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氨气及含氮化合物在化工生产和国防工业中具有广泛应用。请回答：

（1）已知：（i）氢气的燃烧热为286.0 kJ• mol-1

(ii)4NH3(g)+3O2(g)2N2(g)+6H2O　　　　　 △H=-1530.6kJ•mol-1。

①合成氨反应的热化学方程式为__________________________________。

②对于反应(ii)，正、逆反应活化能的大小关系为：E正_______E逆 (填>、=或<)。

（2）恒温恒容条件下，起始按物质的量之比为1 : 1向密闭容器中充入N2(g)和H2(g)，发生合成氨的反应。达平衡后，N2(g)的体积分数为_________；然后只降低温度，N2(g)的体积分数会______（填选项字母）。

A.增大　　　　　　　 B.减小　　　　　　　　 C.不变　　　　　　　　 D.不能判断

（3）T℃ 时，CO2(g)和 NH3(g)合成尿素的原理为 2NH3(g)+ CO2(g)CO(NH2)2(s)+H2O(l)。在2 L恒容密闭容器中，通入1.2 mol NH3(g)和0.6 mol CO2(g)，2 min时反应恰好达到平衡，测得c(NH3)=0.2mol • L-1

①0-2 min内，用NH3表示的反应速率v(NH3)=___________；反应的平衡常数K=__________。

②若其他条件不变，2 min时将容器体积迅速压缩到1 L，在3 min时重新达到平衡，请在图1中画出2〜3 min内c(NH3)随时间(t)变化的曲线关系图：__________。

（4）电化学降解法可用于治理水中硝酸盐的污染，电化学降解NO3-的原理如图2所示：

①电源正极为___________(填“A”或“B”)，阴极反应式为________________________________。

②若电解过程中转移了 1 mol e-，则膜两侧电解液的质量变化差值（Δm正-Δm右）为________g。

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氨气及含氮化合物在化工生产和国防工业中具有广泛应用。请回答：

（1）已知：(i)氢气的燃烧热为286.0 kJ·mol-1

(ii)4NH3(g)+3O2(g)2N2(g)+6H2O (l)　　 ΔH=- 1530.6 kJ·mol-1。

合成氨反应的热化学方程式为_____________________________。

（2）恒温恒容条件下，起始按物质的量之比为1∶1向密闭容器中充入N2(g)和H2(g)，发生合成氨的反应。达平衡后，N2(g)的体积分数为_______________；然后只降低温度，N2(g)的体积分数会_________（填选项字母）。

A.增大　　　　　　 B.减小　　　　　　 C.不变　　　　　　 D.不能判断

（3）T℃时，CO2(g)和NH3(g)合成尿素的原理为2NH3(g)+CO2(g)CO(NH2)2(s)+H2O(1)。在2 L恒容密闭容器中，通入1.2 mol NH3(g)和0.6 mol CO2(g)，2 min时反应恰好达到平衡，测得c(NH3)=0.2 mol·L-1。

①0~2min内，用NH3表示的反应速率υ(NH3)=___________；反应的平衡常数K=____________。

②若其他条件不变，2 min时将容器体积迅速压缩到1L，在3 min时重新达到平衡，请在图1中画出2~3 min内c(NH3)随时间(t)变化的曲线关系图。

（4）碱性氨气燃料电池的装置如图2 所示，写出负极的电极反应式____________________。当电路中每通过3.6 mol e-，则需要标况下空气的体积________________L。

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