9.(’08重庆理综26)N₂O₅是一种新型硝化剂，其性质和制备受到人们的关注。

(1)N₂O₅与苯发生硝化反应生成的硝基苯的结构简式是　　　　　　　　 。

(2)一定温度下，在恒容密闭容器中N₂ O₅可发生下列反应：

2N₂O₅(g)　　 4NO₂(g)+O₂(g);ΔH＞0

①反应达平衡后，若再通入一定量氮气，则N₂O₅的转化率将　 　　　　　　　　。(填“增大”或“减小”、“不变”)

②下表为反应在T₁温度下的部分实验数据：

则500s内N₂O₅的分解速率为　　　　　　 。

③在T₃温度下，反应1 000 s时测得NO₂的浓度为4.98 mol·L^-1，则T₂　　　　　 T₁。

(3)如上图所示装置可用于制备N₂O₅，则N₂O₅在电解池的　　　　　　　　　　　　　 　　区生成，其电极反应式为　　　　　　　　　　　 .

答案　 (1)

(2)①不变

②0.002 96 mol·L^-1·s^-1

③＜或小于

(3)阳极 　N₂O₄+2HNO₃-2e^-=2N₂O₅+2H⁺

解析　 (2)①因为恒容下充入N₂，N₂为非反应性气体，所以平衡不移动，因而N₂O₅的转化率不变。

②v(N₂O₅)=

=0.002 96 mol·L^-1·s^-1。

③T₁温度下c (NO₂)求算：

2N₂O₅(g)　　　 4NO₂(g)+O₂(g);ΔH>0

2　　　　　　 　 　　4

1 000 s时，5.00-2.48　　 c(NO₂)

c(NO₂)=2×(5.00-2.48) mol·L^-1=5.04 mol·L^-1>4.98 mol·L^-1,由于反应是吸热反应，故温度越高NO₂的浓度越大，所以得到T₂<T₁。

(3)由图中给定两极物质可以判断N₂O₅必是由N₂O₄氧化生成，所以N₂O₅在阳极产生。据电极反应离子放电顺序可知：阴极发生2H⁺+2e^-→H₂↑的反应，则阳极为N₂O₄+2HNO₃-2e^- →2N₂O₅+2H⁺。

8.(’08全国Ⅱ26)红磷红磷P(s)和Cl₂(g)发生反应生成PCl₃(g)和PCl₅(g)。反应过程和能量关系如下图所示(图中的ΔH表示生成1 mol产物的数据)。

根据上图回答下列问题：

(1)P和Cl₂反应生成PCl₃的热化学方程式是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 。

(2)PCl₅分解成PCl₃和Cl₂的热化学方程式是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 。

上述分解反应是一个可逆反应。温度T₁时，在密闭容器中加入0.80 mol PCl₅，反应达到平衡时PCl₅还剩0.60 mol，其分解率α₁等于　　　　　　　 ；若反应温度由T₁升高到T₂，平衡时PCl₅的分解率为α₂,α₂　　　　　　 α₁(填“大于”、“小于”或“等于)。

(3)工业上制备PCl₅通常分两步进行，先将P和Cl₂反应生成中间产物PCl₃，然后降温，再和Cl₂反应生成PCl₅。原因是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 。

(4)P和Cl₂分两步反应生成1 mol PCl₅的ΔH₃=　　　　　　 ，P和Cl₂一步反应生成1 mol PCl₅的ΔH₄　　　　　　 ΔH₃(填“大于”、“小于”或“等于”)。

(5)PCl₅与足量水充分反应，最终生成两种酸，其化学方程式是　　　　　　　　　　　　　　 。

答案　 (1)Cl₂(g)+P(s)　　 PCl₃(g);ΔH=-306 kJ/mol

(2)PCl₅(g)　　 PCl₃(g)+Cl₂(g);ΔH=93 kJ/mol　 　25%　 大于

(3)两步反应均为放热反应，降温有利于提高产率，防止产物分解

(4)-399 kJ/mol　 等于

(5)PCl₅+4H₂O　　　 H₃PO₄+5HCl

解析　 (1)产物的总能量减去反应物的总能量就等于反应热，结合图象可知，PCl₃和反应物P和

Cl₂的能量差值为306 kJ，因此该热化学反应方程式为：P(s)+Cl₂(g)　　 PCl₃(g)；

ΔH=-306 kJ/mol。

(2)根据图象可知PCl₅和PCl₃之间的能量差值为：93 kJ，因此PCl₅分解成PCl₃和Cl₂的热化学方程式为：PCl₅(g)　　 PCl₃(g)+Cl₂(g) 　ΔH=93 kJ/mol，加入0.80 mol PCl₅，剩余0.60　

mol，因此PCl₅的分解率为：×100%=25%，由于该反应ΔH>0即为吸热反应，因此升高温度，平衡右移，故α₂>α₁。

(3)由于两个反应都是放热反应，降低温度有利于平衡右移，提高产率。同时由于PCl₅受热易分解，因此温度低防止其分解。

(4)根据盖斯定律求得：ΔH₃=-399 kJ/mol。且ΔH₃=ΔH₄，与反应的途径无关，只与起始物质、终了物质有关。

(5)PCl₅和水发生反应，生成两种酸只能是H₃PO₄和HCl，其化学方程式是：

PCl₅+4H₂O　　 H₃PO₄+5HCl

0.40 mol·L^-1c(N₂)=(0.60-0.40) mol÷2.0 L=0.10 mol·L^-1

c(H₂)=(1.60-3×0.40) mol÷2.0 L=0.20 mol·L^-1

K==［(0.10 mol·L^-1?)×(0.20 mol·L^-1)³］÷(0.40 mol·L^-1)²

=5.0×10^-3mol²·L^-2

0.60 mol N₂(g)和1.60 mol H₂(g),反应在一定条件下达到平衡时，NH₃的物质的量分数(NH₃的物质的量与反应体系中总的物质的量之比)为。计算：

①该条件下N₂的平衡转化率；

②该条件下反应2NH₃(g)　　　 N₂(g)+3H₂(g)的平衡常数。

答案　 (1)

　(2)升温、增大N₂浓度、不断移出生成物

(3)①66.7%　　 ②5.0×10^-3mol²·L^-2

解析　 (1)催化剂能降低反应的活化能，改变反应的历程，使一个高能变过程变为几个能量相对低的过程，使反应易发生。要点是有催化剂时能量低而过程阶段多了。图见答案。

(2)加快反应速率且增大NH₃生成量的方法是升温、增大N₂浓度、不断移出生成物。

(3)解：①设反应过程消耗xmolN₂(g)。

N₂(g)+3H₂(g)　　　 2NH₃(g)

起始物质的量/mol　　　　 0.60　　 1.60　　　　 0

平衡物质的量/mol　　　　 0.60-x　 1.60-3x　　 2x

平衡时反应体系总物质的量=［(0.60-x)+(1.60-3x)+2x］mol=(2.20-2x) mol

NH₃(g)的物质的量分数=2x÷(2.20-2x)=

x=0.40

N₂的平衡转化率=×100%=66.7%

②设反应2NH₃(g)　　　 N₂(g)+3H₂(g)的平衡常数为K。平衡时，c(NH₃)=2×0.40 mol÷2.0 L=

7.(’08广东24)科学家一直致力于研究常温、常压下“人工固氮”的新方法。曾有实验报道：在常温、常压、光照条件下，N₂在催化剂(掺有少量Fe₂O₃的TiO₂)表面与水发生反应，生成的主要产物为NH₃。进一步研究NH₃生成量与温度的关系，部分实验数据见下表(光照、N₂压力1.0×10⁵ Pa、反应时间3 h):

相应的热化学方程式如下：

N₂(g)+3H₂O(l)　　 2NH₃(g)+O₂(g)

ΔH=+765.2 kJ·mol^-1

回答下列问题：

(1)请画出上述反应在有催化剂与无催化剂两种情况下反应过程中体系能量变化示意图，并进行必要标注。

(2)与目前广泛使用的工业合成氨方法相比，该方法中固氮反应速率慢。请提出可提高其反应速率且增大NH₃生成量的建议：　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 。

(3)工业合成氨的反应为N₂(g)+3H₂(g)　　　 2NH₃(g)。设在容积为2.0 L的密闭容器中充入

6.(’08北京理综27)X、Y、Z、W为含有相同电子数的分子或离子，均由原子序数小于10的元素组成，X有5个原子核。通常状况下，W为无色液体。

已知：

(1)Y的电子式是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 。

(2)液态Z与W的电离相似，都可电离出电子数相同的两种离子，

液态Z的电离方程式是　　　　　　　　　　　　　　　 。

(3)用图示装置制备NO并验证其还原性。有下列主要操作：

a.向广口瓶内注入足量热NaOH溶液，将盛有铜片的小烧杯放入瓶中。

b.关闭止水夹，点燃红磷，伸入瓶中，塞好胶塞。

c.待红磷充分燃烧，一段时间后打开分液漏斗旋塞，向烧杯中滴入少量稀硝酸。

①步骤c后还缺少的一步主要操作是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 。

②红磷充分燃烧的产物与NaOH溶液反应的离子方程式是：　　　　　　　　　　　 。

③步骤c滴入稀硝酸后烧杯中的现象是　　　　　　 。反应的离子方程式是　　　　　　　　 。

(4)一定温度下，将1 mol N₂O₄置于密闭容器中，保持压强不变，升高

温度至T₁的过程中，气体由无色逐渐变为红棕色。温度由T₁继续升高到

T₂的过程中，气体逐渐变为无色。若保持T₂，增大压强，气体逐渐变为红

棕色。气体的物质的量n随温度T变化的关系如图所示。

①温度在T₁-T₂之间，反应的化学方程式是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 。

②温度在T₂-T₃之间，气体的平均相对分子质量是(保留1位小数)　　　　　　　　 。

答案　 (1)

(2)2NH₃(l)　　　 NH-2+NH+4

(3)①打开止水夹，通入少量氧气

②P₂O₅+6OH^-=2PO+3H₂O

③Cu片逐渐溶解，有无色气泡产生，溶液由无色变为蓝色

3Cu+8H⁺+2NO 3Cu²⁺+2NO↑+4H₂O

(4)①2NO₂ 2NO+O₂

②30.7

解析　 由题目中X有5个原子核，W为无色液体(H₂O)且发生了X+Y　　 Z+W的反应可知X为NH，Y为OH^-，Z为NH₃，W为H₂O。

(1)OH^-电子式为　　　　　　　 。

(2)2NH₃(1) 　　　NH+NH

(3)①因实验目的中要求验证NO的还原性，而a、b、c三个步骤只是制NO并没有完成该目的，故应该打开止水夹，通入少量空气看是否产生红棕色气体。

②因为适量红磷、热NaOH溶液过量，则反应产物为Na₃PO₄。可以先写化学方程式：

P₂O₅+3H₂O　　　 2H₃PO₄ ①

H₃PO₄+3NaOH　　　 Na₃PO₄+3H₂O　　　　　　　　　　　　 ②

合写可得：P₂O₅+6NaOH　　 2Na₃PO₄+3H₂O

③气、液、固的三方向变化要答全。

3Cu+8H⁺+2NNO₃^- 3Cu²⁺+2NO↑+4H₂O

(4)①据题图分析：T₁时气体的物质的量为2 mol，则必定是NO₂2 mol，T₂时刻气体的物质的量变为了3 mol，据所学知识只可能发生2NO₂　　　 2NO+O₂的反应。

②T₂-T₃之间无论反应与否，质量为1 mol N₂O₄的质量为92 g，物质的量为3 mol，则平均摩尔质量为M==30.7 g·mol^-1，故平均相对分子质量为30.7。

5.(’04广东2)上世纪80年代后期人们逐渐认识到，NO在人体内起着多方面的重要生理作用。下列关于NO的说法不正确的是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 　 (　　 )

A.NO分子中有极性共价键

B.NO是造成光化学烟雾的因素之一

C.NO是汽车尾气的有害成分之一

D.NO分子所含电子总数为偶数

　 答案　 D

解析　 NO是由非金属元素氮和氧通过极性共价键而形成的极性分子，NO是造成光化学烟雾的因素之一，它主要来源于煤和石油产品的燃烧、汽车尾气及HNO₃工厂废气等。1个NO分子所含电子的总数为7+8=15，故D选项不正确。

4.(’05上海3)据报道，科学家已成功合成了少量N₄，有关N₄的说法正确的是　　　 　 (　　 )

A.N₄是N₂的同素异形体

B.N₄是N₂的同分异构体

C.相同质量的N₄和N₂所含原子个数比为1∶2

　 D.N₄的摩尔质量是56 g

答案　 A

解析　 本题是“同素异形体”、“同分异构体”等基本概念的考查，以及“摩尔质量”单位及其有关计算的考查，是考生应掌握的基础知识。A项考查“同素异形体”概念：同种元素形成的不同单质之间的互称，N₄和N₂都是氮元素形成的单质，故A正确；B项中N₄和N₂很显然组成分子的原子的个数不同，故不可能是“同分子式”；C项中相同质量的N₄和N₂中所含原子个数比应是：总质量除以氮原子的摩尔质量之比，因总质量相同、摩尔质量相同，故应是1∶1；D项中摩尔质量的单位应是g·mol-1；故选A。

3.(’06上海16)将相同质量的铜片分别和过量浓硝酸、稀硝酸反应，下列叙述正确的是　 (　　 )

A.反应速率，两者相同

B.消耗硝酸的物质的量：前者多，后者少

C.反应生成气体的颜色：前者浅，后者深

D.反应中转移的电子总数：前者多，后者少

答案　 B

解析　 铜片与浓、稀HNO₃的反应方程式分别为Cu+4HNO₃(浓)　　 Cu(NO₃)₂+2NO₂↑+2H₂O,

3Cu+8HNO₃(稀)　　 3Cu(NO₃)₂+2NO↑+4H₂O，因浓度越大反应速率越大，所以A错；又因NO₂为红棕色，NO为无色，所以C错；因两种酸都过量，铜完全溶解，所以转移电子数相等，D错；由方程式不难看出，同质量的铜消耗浓HNO₃多，故选B。

2.(’07上海理综10)将空气中氮气转化成氮的化合物的过程称为固氮。下图中能实现人工固氮的是

(　　 )

答案　 D

解析　 人工合成氨利用了空气中的N₂，所以能实现人工固氮的是D。