Question

【題目】目前人們對(duì)環(huán)境保護(hù)、新能源開發(fā)很重視。

（1）汽車尾氣中含有CO、NO2等有毒氣體，對(duì)汽車加裝尾氣凈化裝置，可使有毒氣體轉(zhuǎn)化為無毒氣體。

4CO(g)＋2NO2(g)4CO2(g)＋N2(g) ΔH＝-1200 kJ·mol-1

對(duì)于該反應(yīng)，溫度不同（T2＞T1）、其他條件相同時(shí)，下列圖像正確的是 （填代號(hào)）。

（2）用活性炭還原法也可以處理氮氧化物，某研究小組向某密閉容器加入一定量的活性炭和NO，發(fā)生反應(yīng)C(s) + 2NO(g) N2(g) + CO2(g) ΔH在T1℃時(shí)，反應(yīng)進(jìn)行到不同時(shí)間測得各物質(zhì)的量濃度如下：

時(shí)間/min 濃度/(mol/L)	0	10	20	30	40	50
NO	1.0	0.58	0.40	0.40	0.48	0.48
N2	0	0.21	0.30	0.30	0.36	0.36
CO2	0	0.21	0.30	0.30	0.36	0.36

①根據(jù)圖表數(shù)據(jù)分析T1℃時(shí)，該反應(yīng)在0-20min的平均反應(yīng)速率v（CO2）= ；計(jì)算該反應(yīng)的平衡常數(shù)K= 。

②30min后，只改變某一條件，根據(jù)上表的數(shù)據(jù)判斷改變的條件可能是 （填字母代號(hào)）。

A．加入一定量的活性炭 B．通入一定量的NO

C．適當(dāng)縮小容器的體積 D．加入合適的催化劑

③若30min后升高溫度至T2℃，達(dá)到平衡時(shí)，容器中NO、N2、CO2的濃度之比為5:3:3，則達(dá)到新平衡時(shí)NO的轉(zhuǎn)化率 （填“升高”或“降低”），ΔH 0（填“>”或“<”）.

(3)以CO2與NH3為原料可合成化肥尿素[化學(xué)式為CO(NH2)2]。已知：

①2NH3（g）+CO2（g）=NH2CO2NH4（s） ΔH= -l59.5kJ/mol

②NH2CO2NH4(s)=CO(NH2)2(s)+H2O（g） ΔH= +116.5kJ/mol

③H2O（l）=H2O（g） ΔH=+44.0kJ/mol

寫出CO2與NH3合成尿素和液態(tài)水的熱化學(xué)反應(yīng)方程式 。

（4）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(qǐng)寫出通入a氣體一極的電極反應(yīng)式為 ；每消耗3.4g NH3轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量為 。

Answer 1

【答案】（1）乙；

（2）①0.015mol·L－1·min－1；0．56（或9/16）②bc；③降低；<；

（3）2NH3(g)+CO2(g)=CO(NH2)2(s)+H2O(l)ΔH＝–87.0kJ·mol－1

（4）2NH3+6OH－–6e－=N2+6H2O 0.6mol

【解析】

試題分析：(1)甲：升高溫度，化學(xué)平衡逆向移動(dòng)，化學(xué)反應(yīng)速率會(huì)迅速增大，會(huì)離開原來的速率點(diǎn)，錯(cuò)誤；乙：升高溫度，化學(xué)反應(yīng)速率會(huì)迅速增大，所以T2 時(shí)先達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài)，并且由于該反應(yīng)的正反應(yīng)是放熱反應(yīng)，所以升高溫度，化學(xué)平衡向吸熱的逆反應(yīng)方向移動(dòng)，使二氧化氮的轉(zhuǎn)化率減小，正確；丙：對(duì)于該反應(yīng)來說，正反應(yīng)是氣體體積減小的反應(yīng)，在溫度不變時(shí)，增大壓強(qiáng)，平衡正向移動(dòng)，一氧化碳的體積分?jǐn)?shù)會(huì)減小，錯(cuò)誤；(2) ①根據(jù)表格數(shù)據(jù)可知：在20min內(nèi)CO2的濃度增大0.30mol/L，則用CO2的濃度改變表示反應(yīng)速率是V(CO2)=0.30mol/L÷20min=0.015mol/(L·min)；反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí)，各種物質(zhì)的濃度分別是：c(NO)=0.48mol/L；c(N2)=c(CO2)=0.36mol/L，所以在該溫度下的化學(xué)平衡常數(shù)K= c(N2)·c(CO2)÷c2(NO)= (0.36mol/L ×0.36mol/L )÷(0.48mol/L)2=9/16=0.56；②30min后，只改變某一條件，反應(yīng)重新達(dá)到平衡，依據(jù)圖表數(shù)據(jù)分析，平衡狀態(tài)各物質(zhì)濃度增大，而平衡常數(shù)只隨溫度變化，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?dú)鉂舛仍龃�，二氧化碳和一氧化氮濃度增大，反�?yīng)前后氣體體積不變，所以可能是減小溶液體積或加入一定量一氧化氮；故答案為bc；③在原來平衡時(shí)，c(NO):c(N2):c(CO2)= 0.48:0.36:0.36=4:3:3,若30min后升高溫度至T2℃，達(dá)到平衡時(shí)，容器中NO、N2、CO2的濃度之比為5：3：3，氮?dú)夂投�氧化碳濃�?/span>之比始終為1：1，所以5：3＞4：3，說明平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng)，升高溫度平衡逆向移動(dòng)，根據(jù)平衡移動(dòng)原理：升高溫度，化學(xué)平衡向吸熱的反應(yīng)方向移動(dòng)，說明逆反應(yīng)是吸熱反應(yīng)，則正反應(yīng)是放熱反應(yīng)，故△H＜0；(3)依據(jù)熱化學(xué)方程式和蓋斯定律計(jì)算①+②-③得到CO2與NH3合成尿素和液態(tài)水的熱化學(xué)反應(yīng)方程式為2NH3(g)+CO2(g)=CO(NH2)2(s)+H2O(l) ΔH＝ –87.0 kJ·mol－1；(4) 電池反應(yīng)為：4NH3+3O2=2N2+6H2O．該電池負(fù)極是氨氣失電子生成氮?dú)�，根�?jù)示意圖可知a電極是負(fù)極，發(fā)生氧化反應(yīng)，發(fā)生的電極反應(yīng)式為2NH3+6OH－– 6e－=N2 + 6H2O，反應(yīng)中2mol氨氣反應(yīng)電子轉(zhuǎn)移6mol電子，每消耗3.4g NH3的物質(zhì)的量=13.4g÷17g/mol=0.2mol，所以轉(zhuǎn)移的電子數(shù)為0.36NA 。