Question

3．研究含氮、碳化合物的性質對它們的綜合利用有重要意義．
（1）反應NO+O₃=NO₂+O₂，若生成11.2L O₂（標準狀況）時，轉移電子的物質的量是1mol
（2）硝化法是一種古老的生產硫酸的方法，同時實現(xiàn)了氮氧化物的循環(huán)轉化，主要反應為：NO₂（g）+SO₂（g）?SO₃（g）+NO（g）△H=-41.8kJ•mol^-1
已知：2SO₂（g）+O₂（g）?2SO₃（g）△H=-196.6kJ•mol^-1
寫出NO和O₂反應生成NO₂的熱化學方程式2NO（g）+O₂（g）=2NO₂（g）△H=-113.0 kJ•mol^-1
（3）N₂H₄（肼或聯(lián)氨）燃料電池（產生穩(wěn)定、無污染的物質）原理如圖1所示．M電極發(fā)生的電極反應式
為N₂H₄-4e^-=N₂↑+4H⁺

（4）已知CO （g）+H₂O （g）?H₂ （g）+CO₂ （g）△H＞0
①一定條件下反應達到平衡狀態(tài)后，若改變反應的某個條件，下列變化能說明平衡一定向正反應方向移動的是C（填寫字母）
A．逆反應速率先增大后減小    B．H₂O （g）的體積百分含量減小
C．CO的轉化率增大           D．容器中$\frac{c（C{O}_{2}）}{c（CO）}$的值減小
②在某壓強下，上述反應在不同溫度、不同投料比時，CO的轉化率如圖2所示．則K_A、K_B、K_C三者之間的大小關系為K_A=K_C＞K_B．
T₁溫度下，將1molCO和4mol H₂O （g）充入2L的密閉容器中，5min后反應達到平衡狀態(tài)，則0～5min內的平均反應速率v（CO）=0.08mol•L^-1•min^-1；若保持其他條件不變，向平衡體系中再通入1molCO和1molCO₂，此時v_（正）＞v_（逆）（填“＞”、“=”或“＜”）

Answer 1

分析 （1）化合價升高值=化合價降低值=轉移電子數(shù)，根據化合價的變化來確定電子轉移數(shù)目；
（2）A、NO₂（g）+SO₂（g）=SO₃（g）+NO（g）△H=-41.8kJ•mol^-1；B、2SO₂（g）+O₂（g）=2SO₃（g）△H=-196.6kJ•mol^-1，則反應：2NO（g）+O₂（g）=2NO₂（g）可以看成是B-2A得到的，根據蓋斯定律結合熱化學方程式的書寫來回答；
（3）由氫離子的移動方向可知，M區(qū)為負極，發(fā)生失電子的氧化反應；
（4）①A．逆反應速率先增大后減小，可能是增大生成物濃度；
B．H₂的轉化率增大，平衡一定正向移動；
C．反應物的體積百分含量減小，可能是增大生成物濃度等；
D．容器中的二氧化碳和氫氣濃度比值變小，可能是減小二氧化碳的物質的量．
②根據平衡常數(shù)僅與溫度有關，溫度不變，平衡常數(shù)不變，T₁溫度下，根據平均反應速率v（CO）=$\frac{△c}{△t}$來計算，根據Qc和K的關系判斷反應的方向．

解答 解：（1）NO+O₃═NO₂+O₂，生成1mol氧氣轉移電子是2mol，生成11.2L即0.5mol O₂（標準狀況）時，轉移電子的物質的量是1mol，故答案為：1；
（2）已知：A、NO₂（g）+SO₂（g）=SO₃（g）+NO（g）△H=-41.8kJ•mol^-1；
B、2SO₂（g）+O₂（g）=2SO₃（g）△H=-196.6kJ•mol^-1，則反應：2NO（g）+O₂（g）=2NO₂（g）可以看成是B-2A得到的，所以該反應的△H=-196.6kJ•mol^-1-2（-41.8kJ•mol^-1）=-113.0 kJ•mol^-1，故答案為：2NO（g）+O₂（g）=2NO₂（g）△H=-113.0 kJ•mol^-1；
（3）由氫離子的移動方向可知，M區(qū)為負極，發(fā)生的電極反應式為N₂H₄-4e^-=N₂↑+4H⁺，故答案為：N₂H₄-4e^-=N₂↑+4H⁺；
（4）①A．逆反應速率先增大后減小，可能是增大生成物濃度，平衡逆向移動，故A錯誤；
B．H₂O（g）的體積百分含量減小，可能是增大生成物濃度，平衡不一定正向移動，故B錯誤；
C．CO的轉化率增大，平衡正向移動，故C正確；
D．容器中的二氧化碳和氫氣濃度比值變小，可能是減小二氧化碳的物質的量，平衡逆向移動，故D錯誤，
故選：C；
②平衡常數(shù)僅與溫度有關，溫度不變，平衡常數(shù)不變，所以K_A=K_C，反應是吸熱反應，所以升高溫度，平衡正向移動，CO的轉化率增加，T₂＜T₁，溫度越高，K越大，所以K_A=K_C＞K_B，T₁溫度下，將1molCO和4mol H₂O （g）充入2L的密閉容器中，5min后反應達到平衡狀態(tài)，此時CO的轉化率是80%，則0～5min內的平均反應速率v（CO）=$\frac{\frac{1mol}{2L}×80%}{5min}$=0.08mol•L^-1•min^-1，CO的平衡濃度是0.1mol/L，H₂O（g）的平衡濃度是1.6mol/L，H₂、CO₂ 的平衡濃度是0.4mol/L，
此時K=$\frac{0.4×0.4}{0.1×1.6}$=1，若保持其他條件不變，向平衡體系中再通入1molCO和1molCO₂，此時Qc=$\frac{0.4×0.9}{0.6×1.6}$＜1，即Qc＜K，所以v_（正）＞v_（逆），
故答案為：0.08mol•L^-1•min^-1；＞．

點評 本題考查化學平衡計算與影響因素、蓋斯定律的應用、對圖象分析提取信息能力等，較好的考查學生對知識的遷移應用．