Question

【題目】“神十搭載的長征F改進型火箭推進劑之一為無色氣體N2O4，N2O4與NO2轉(zhuǎn)換的熱化學(xué)方程式為：N2O4（g）2NO2(g) △H=+24.4KJ/mol。

（1）將一定量N2O4投入固定容積的真空容器中，下述現(xiàn)象能說明反應(yīng)達到平衡的是________。

a．v正(N2O4)=2v逆(NO2) b．體系顏色不變c．氣體平均相對分子質(zhì)量不變 d．氣體密度不變

達到平衡后，保持體積不變升高溫度，再次到達平衡時，則混合氣體顏色____（填“變深”、“變淺”或“不變”），判斷理由________。

（2）T℃時，向1L恒容密閉容器中投入1molCH4和1molH2O(g)，發(fā)生反應(yīng)：CH4(g)+H2O(g) CO(g)+3H2(g)，經(jīng)過3min，反應(yīng)達到平衡。已知平衡時，c(CH4)=0.5mol/L則0～3min內(nèi)，該反應(yīng)的平均反應(yīng)速率v(H2)=___。

（3）在一定條件下用CO和H2可以制得甲醇，CH3OH和CO的燃燒熱為別725.8 kJ/mol，283.0 kJ/mol，1 mol液態(tài)水變成氣態(tài)水吸熱44.0 kJ，寫出甲醇不完全燃燒生成一氧化碳和氣態(tài)水的熱化學(xué)方程式：____。

（4）工業(yè)上用CO與H2在催化劑作用下合成CH3OH,其反應(yīng)為：CO(g)+2H2(g) CH3OH(g)。按n(CO) : n(H2)=1 : 2向密閉容器中充入反應(yīng)物，測得平衡時混合物中CH3OH的體積分數(shù)在不同壓強下隨溫度的變化如圖所示。則P1_____P2(填“<”“>”或“=”)

（5）一種氨燃料電池，使用的電解質(zhì)溶液是2mol/L的KOH溶液。電池反應(yīng)為：4NH3+3O2=2N2+6H2O；請寫出通入a氣體一極的電極反應(yīng)式為_______。

Answer 1

【答案】bc 變深 正反應(yīng)是吸熱反應(yīng)，其他條件不變，溫度升高平衡正向移動，c（NO2）增加，顏色加深 v(H2) = 0.5 moL/(L·min) CH3OH (l)＋O2 (g) =CO (g)＋2H2O (g) ΔH=-354.8 kJ ∕ mol > 2NH3+6OH－– 6e－=N2 + 6H2O

【解析】

（1）達到平衡狀態(tài)時，各物質(zhì)的物質(zhì)的量、組分濃度和含量均保持不變，結(jié)合平衡標志分析；

（2）根據(jù)計算；

（3）CH3OH和CO的燃燒熱為別725.8 kJ/mol，283.0 kJ/mol，可知表示CH3OH和CO燃燒熱的熱化學(xué)方程式是2CH3OH (l)＋3O2 (g) =2CO2 (g)＋4H2O (g) ΔH=-1451.6 kJ/mol、2CO （g ）+O2（g ）═2CO2 （g ）△H=-556kJmol-1，根據(jù)蓋斯定律計算甲醇不完全燃燒生成一氧化碳和氣態(tài)水的熱化學(xué)方程式。

（4）增大壓強CO(g)+2H2(g) CH3OH(g)平衡正向移動；

（5）根據(jù)圖示，電子由a極流出，a是負極，a極通入氨氣；

（1）a．v正(N2O4)=2v逆(NO2)，可知正逆反應(yīng)速率不相等，故不選a；

b．體系顏色不變，說明NO2濃度不變，一定達到平衡狀態(tài)，故選b；

c．氣體總質(zhì)量不變，反應(yīng)前后氣體物質(zhì)的量是變量，平均相對分子質(zhì)量是變量，若氣體平均相對分子質(zhì)量不變，一定達到平衡狀態(tài)，故選c；

d．氣體質(zhì)量不變、容器體積不變，根據(jù) ，氣體密度是恒量，氣體密度不變，不一定平衡，故不選d。

N2O4（g）2NO2(g) △H=+24.4kJ/mol，正反應(yīng)吸熱，升高溫度，平衡正向移動，NO2濃度增大，混合氣體顏色變深。

（2）平衡時，c(CH4)=0.5mol/L，則△c(CH4)=1mol/L-0.5mol/L=0.5mol/L，根據(jù)方程式，可知則△c(H2)= 1.5mol/L，0.5 moL/(L·min)；

（3）①2CH3OH (l)＋3O2 (g) =2CO2 (g)＋4H2O (g) ΔH=-1451.6 kJ/mol、

②2CO （g ）+O2（g ）═2CO2 （g ）△H=-556kJmol-1，

③H2O (g)= H2O (l) ΔH=-44.0 kJ/mol

根據(jù)蓋斯定律①×－②×－③×2得CH3OH (l)＋O2 (g) =CO (g)＋2H2O (g) ΔH=-354.8 kJ ∕ mol。

（4）增大壓強CO(g)+2H2(g) CH3OH(g)平衡正向移動，壓強越大，CH3OH的含量越大，所以P1>P2；

（5）根據(jù)圖示，電子由a極流出，a是負極，a極通入氨氣，氨氣失電子發(fā)生氧化反應(yīng)，電極反應(yīng)式是2NH3+6OH－– 6e－=N2 + 6H2O；