时间:2017-09-24 00:19:14
1、填空题 氮是大气中含量丰富的一种元素，氮及其化合物在生产、生活中有着重要作用，减少氮氧化物的排放是环境保护的重要内容之一。请回答下列氮及其化合物的相关问题：
(1)据报道，意大利科学家获得了极具研究价值的N4，其分子结构与白磷分子的正四面体结构相似。已知断裂1 mol N－N键吸收167 kJ热量，生成1 mol N≡N键放出942 kJ热量，请写出N4气体转变为N2反应的热化学方程式：?。
(2)据报道，NH3可直接用作车用燃料电池，写出该电池的负极反应式：?。
(3)在T1℃时，将5 mol N2O5置于10L固定容积的密闭容器中发生下列反应：2N2O5(g)
4NO2(g)+O2(g)；△H＞0。反应至5分钟时各物质的浓度不再发生变化，测得NO2的体积分数为50%。
①求该反应的平衡常数K=?(数字代入式子即可)，上述平衡体系中O2的体积分数为__________。
②用O2表示从0～5 min内该反应的平均速率υ(O2)=?。
③将上述平衡体系的温度降至T2℃，密闭容器内减小的物理量有?。
A．压强?B．密度?C．反应速率?D．N2O5的浓度
(4)在恒温恒容的密闭容器中充入NO2，建立如下平衡：2NO2(g)N2O4(g)，平衡时N2O4与NO2的物质的量之比为a，其它条件不变的情况下，分别再充入NO2和再充入N2O4，平衡后引起的变化正确的是__________。
A．都引起a减小? B．都引起a增大? C．充入NO2引起a减小，充入N2O4引起a增大
D．充入NO2引起a增大，充入N2O4引起a减小
参考答案：(14分，每空2分) (1) N4(g)＝2N2(g)；△H＝－882 kJ/mol? (2分)
(2) 2NH3 ＋ 6OH– － 6e– ＝ N2 ＋ 6H2O? (2分)
(3) ① 0.1×0.44/0.32?12.5%?② 0.02 mol/(L·min)?③ AC? (各2分) ?(4)B? (2分)
本题解析：(1)化学反应的焓变等于反应物键能和与生成物键能和之差。?H=6mol×167kJ·mol–1–2mol×942 kJ·mol–1=–882kJ·mol–1(1molN4中有6molN—N键)，故热化学方程式为：N4(g)＝2N2(g)；△H＝－882 kJ· mol–1。
(2)氨气燃料电池的总反应为：4NH3 + 3O2 = 2N2 + 6H2O(其产物与燃料反应产物相同)，则负极反应：4NH3 - 12e– + 12OH– = 2N2 + 12H2O 正极反应：3O2 + 12e– + 6H2O = 12OH–。
(3) ①设平衡时n(O2)=xmol，则n(NO2)=4xmol，n(N2O5)=(5－2x)mol，n(总)=xmol+mol+(5－2x)mol=(5+3x)mol，由4x÷(5+3x)=50%可求得x = 1，所以平衡时n(O2)=1mol，则n(NO2)=4mol，n(N2O5)=3mol，n(总)=8mol；进一步求出平衡时各组分的浓度c(O2)=0.1mol·L–1，c(NO2)=0.4mol·L–1，c(O2)=0.3mol·L–1。该反应的平衡常数K=0.1×0.44/0.32，O2的体积分数为φ(O2)=1÷8=12.5%；②υ(O2)= 0.1mol·L–1÷5min="0.02" mol·L–1·min–1；③反应2N2O5(g)4NO2(g)+O2(g)为吸热反应，降温时平衡向逆反应方向移动，气体的物质的量减少，则恒容条件下压强减小且反应速率减慢，故选AC。
(4)由于化学平衡的建立与途径无关，所以可改变化学平衡的建立途径。首先把充入的NO2或N2O4放在另一个容器中，让其达到与原容器相同的平衡状态，然后保持压强不变与原混合气体混合，此时N2O4与NO2的物质的量之比为仍a，最后把混合后的气体压缩到与原平衡时相同的体积，则平衡向正反应方向移动，N2O4与NO2的物质的量之比增大。故答案为B。
本题难度：困难
2、选择题 将Al片和Cu片用导线相连，一组插入稀H2SO4溶液中，一组插入浓NaOH溶液中，分别形成了原电池。则在这两个原电池中
A．Al片均作阴极
B．电解质溶液的pH均逐渐升高
C．Cu片上均有气泡放出
D．电路中流过等物质的量的电子时，放出等体积的气体
参考答案：C
本题解析：两种情况均符合原电池的构成条件。都形成了原电池。原电池的电极为正极、负极。将Al片和 Cu片用导线相连，插入稀H2SO4溶液中。Al作负极，反应氧化反应2Al-6e-=2Al3+；Cu作正极，在Cu上发生反应：6H++e-=3H2↑。总反应式为2Al+6H+=2Al3++3H2↑。所以在Cu上有气泡产生。因为H+不断消耗，所以溶液的酸性减弱，pH不断增大；将Al片和Cu片用导线相连，插入浓NaOH溶液中，Al作负极。发生反应：Al-3e-+4OH-=AlO2-+2H2O；在正极上发生反应：6H2O+6e-=4OH-+3H2↑。在Cu上有气泡产生。总方程式为2Al+2OH-+2H2O=2AlO2-+3H2↑。因为OH-不断消耗，所以溶液的碱性减弱，pH不断减小；若电路中流过等物质的量的电子时，两种情况下都是H+得到电子，产生氢气，所以氢气的物质的量相等，但放出气体的体积由于条件可能相同，也可能不同，所以体积无法确定。综上所述正确选项为C。
本题难度：一般
3、选择题 下列有关原电池和电解池的叙述中正确的是
A．钢铁腐蚀时，铁有时候作负极有时候作正极
B．将铜片锌片用导线连接插入稀硫酸中，铜是阳极，铜片上有氢气产生
C．用惰性电极电解氯化铜溶液时氯气在阳极产生
D．电解氯化钠溶液时电子从负极经过溶液流向正极
参考答案：C
本题解析：略
本题难度：简单
4、选择题 下图为世博会中国馆、主题馆等建筑所使用的光伏电池，总功率达4兆瓦，是历届世博会之最．下列有关叙述正确的是? 
[? ]
A．光伏电池是将太阳能转变为化学能
B．光伏电池是将化学能转变为电能
C．电流从b流向a
D．图中N型半导体为正极，P型半导体为负极
参考答案：C
本题解析：
本题难度：一般
5、填空题 （7分）
（1）冶炼金属常用以下几种方法：①还原法，②电解法，③热分解法。下列金属各采用哪种方法还原最佳。（用序号填写下列空白。）
Ⅰ．Fe、Zn、Cu
等中等活泼金属 。
Ⅱ．Na
、Mg、Al等活泼或较活泼金属 。
Ⅲ．Hg、Ag等不活泼金属 。
（2）写出以锌片、铜片为两极，稀硫酸溶液为电解质溶液组成的原电池的电极反应式：
负极： ；正极： 。
参考答案：
（1）Ⅰ．①，Ⅱ．②，Ⅲ．③（每空1分，共3分）
（2）Zn — 2e- =" " Zn2+；2H+ +2e- = H2 ↑（每空2分，共4分,其中化学式出错为零分；气体未标箭头，等号写成箭头等扣1分）
本题解析：略
本题难度：一般