Question

 (1)臭氧可用于凈化空氣、飲用水消毒、處理工業(yè)廢物和作為漂白劑。

①臭氧幾乎可與除鉑、金、銥、氟以外的所有單質(zhì)反應(yīng)。如：

6Ag(s)+O₃(g)＝3Ag₂O(s)；△H＝－235．8 kJ/mol。

己知：2 Ag₂O(s)＝4Ag(s)+O₂(g)；△H＝+62.2kJ/mol，則O₃轉(zhuǎn)化為O₂的熱化學(xué)方程式為           ；②科學(xué)家P．Tatapudi等人首先使用在酸性條件下電解水的方法制得臭氧。臭氧在陽極周圍的水中產(chǎn)生，陰極附近的氧氣則生成過氧化氫，陰極電極反應(yīng)式為                                          。

時間/min濃度(mol/L)	NO	N2	CO2
0	1.00	0	0
10	0.58	0.21	0.21
20	0.40	0·30	0.30
30	0.40	0.30	0.30
40	0.32	0.34	0.17
50	0.32	0.34	0.l7

 

(2)用活性炭還原法處理氮氧化物，有關(guān)反應(yīng)為： C(s)+2NO(g)N₂(g)+CO₂(g)。某研究小組向某密閉的真空容器(假設(shè)容器體積不變，固體試樣體積忽略不計)中加入NO和足量的活性炭，恒溫(T₁℃)條件下反應(yīng)，反應(yīng)進(jìn)行到不同時間測得各物質(zhì)的濃度如下：

①10 min～20 min以內(nèi)v(CO₂)表示的反應(yīng)速率為                       

②根據(jù)表中數(shù)據(jù)，計算T₁℃時該反應(yīng)的平衡常數(shù)K＝         (保留兩位小數(shù))；

③下列各項能作為判斷該反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)的是    (填序號字母)；

A．容器內(nèi)壓強(qiáng)保持不變

B．2v_正(NO)=v_逆(N₂)

C．容器內(nèi)CO₂的體積分?jǐn)?shù)不變

D．混合氣體的密度保持不變

④30 min時改變某一條件，反應(yīng)重新達(dá)到平衡，則改變的條件可能是     ；

⑤一定溫度下，隨著NO的起始濃度增大，則NO的平衡轉(zhuǎn)化率    (填“增大”、“不變”或“減小”)。

 

Answer 1

【答案】

（1）①2O₃(g)＝3O₂(g)  △H＝－285kJ/mol （2分）   ②2H⁺+O₂+2e^-＝H₂O₂（2分）

（2）①0.009mol/(L•min)（沒寫單位不給分，2分）

②0.56（2分）③C、D（2分）④減小CO₂的濃度（2分）⑤不變（2分）

【解析】

試題分析：（1）①a、6Ag(s)+O₃(g)＝3Ag₂O(s)  △H＝－235.8 kJ/mol，b、2Ag₂O(s)＝4Ag(s)+O₂(g)△H＝+62.2kJ/mol，所以依據(jù)蓋斯定律可知，a×2+b×3即得到：2O₃(g)＝3O₂(g)，所以該反應(yīng)的反應(yīng)熱△H＝－235.8 kJ/mol ×＋62.2kJ/mol ×3＝－285kJ/mol；即2O₃(g)＝3O₂(g)  △H＝－285kJ/mol。

②電解池中陽極失去電子，發(fā)生氧化反應(yīng)。陰極得到電子，發(fā)生還原反應(yīng)。根據(jù)陽極制得臭氧，陰極制得過氧化氫可知，電解的總反應(yīng)方程式為3H₂O+3O₂3H₂O₂+O₃，其中陽極反應(yīng)為3H₂O－6e^-＝O₃+6H⁺，陰極反應(yīng)為6H⁺+3O₂+6e^-＝3H₂O₂。

（2）①根據(jù)表中數(shù)據(jù)可知10 min～20 min以內(nèi)v(CO₂)表示的反應(yīng)速率＝＝0.009mol/(L•min)。

②根據(jù)表中數(shù)據(jù)可知T₁℃時該反應(yīng)平衡濃度為，c(N₂)＝0.3mol/L、c(CO₂)＝0.3mol/L、c(NO)＝0.4mol/L，所以該溫度下該反應(yīng)的平衡常數(shù)K＝=＝0.56。

③根據(jù)反應(yīng)式C(s)+2NO(g)N₂(g)+CO₂(g)可知，反應(yīng)是氣體體積不變的反應(yīng)。在一定條件下，當(dāng)可逆反應(yīng)中正反應(yīng)速率和逆反應(yīng)速率相等時（但不為0），各種物質(zhì)的濃度或含量均不再發(fā)生變化的狀態(tài)，是化學(xué)平衡狀態(tài)，則A、反應(yīng)是氣體體積不變的反應(yīng)，反應(yīng)過程中和反應(yīng)平衡狀態(tài)壓強(qiáng)相同，所以容器內(nèi)壓強(qiáng)保持不變不能說明反應(yīng)達(dá)到平衡，故A錯誤；B、反應(yīng)速率之比等于化學(xué)方程式系數(shù)之比，當(dāng)v_正(NO)＝2v_逆(N₂)，反應(yīng)達(dá)到平衡，v_正(NO)＝2v_正(N₂)只能說明反應(yīng)正向進(jìn)行，故B錯誤；C、容器內(nèi)CO₂的體積分?jǐn)?shù)不變，說明反應(yīng)達(dá)到平衡，故C正確；D、混合氣體密度等于氣體的總質(zhì)量除以容器的體積，反應(yīng)中碳是固體，平衡移動氣體質(zhì)量變化，體積不變，所以混合氣體的密度保持不變，說明反應(yīng)達(dá)到平衡，故D正確，答案選CD。④30min時改變某一條件，反應(yīng)重新達(dá)到平衡，根據(jù)表中數(shù)據(jù)可知c(N₂)＝0.34mol/L、c(CO₂)＝0.17mol/L、c(NO)＝0.32mol/L，所以依據(jù)平衡常數(shù)K＝可知，K＝＝0.56，即平衡常數(shù)不變。由于化學(xué)平衡常數(shù)隨溫度變化，平衡常數(shù)不變說明改變的條件一定不是溫度；依據(jù)數(shù)據(jù)分析，氮氣濃度增大，二氧化碳和一氧化氮濃度減小，反應(yīng)前后氣體體積不變，所以可能是減小容器體積后加入氮氣。

⑤一定溫度下，隨著NO的起始濃度增大，反應(yīng)C(s)+2NO(g)N₂(g)+CO₂(g)是氣體體積不變的反應(yīng)；增大一氧化氮濃度相當(dāng)于增大體系壓強(qiáng)，平衡不動，一氧化氮轉(zhuǎn)化率不變。

考點：考查蓋斯定律進(jìn)行有關(guān)反應(yīng)熱的計算；化學(xué)平衡的影響因素；化學(xué)平衡狀態(tài)的判斷；化學(xué)平衡的計算；電解原理的應(yīng)用等