Question

（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）△H₁
已知2Ag₂O（s）=4Ag（s）+O₂（g）△H₂
則常溫下反應(yīng)：2O₃（g）=3O₂（g）的△H=

 

（用△H₁和△H₂表示）．
（2）在恒壓下，將CH₄（g）和NO₂（g）置于密閉容器中發(fā)生化學(xué)反應(yīng)：CH₄（g）+2NO₂（g）

催化劑

 N₂（g）+CO₂（g）+2H₂O（g）
在不同溫度、不同投料比時(shí)，NO₂的平衡轉(zhuǎn)化率見(jiàn)下表：

投料比[n（NO2）/n（CH4）]	400K	500K	600K
1	60%	43%	28%
2	45%	33%	20%

①寫出該反應(yīng)平衡常數(shù)的表達(dá)式K=

 

．
②若溫度不變，提高[n（NO₂）/n（CH₄）]投料比，則NO₂的平衡轉(zhuǎn)化率

 

．（填“增大”、“減小”或“不變”．）
③由上表可知該可逆反應(yīng)的正反應(yīng)是

 

 反應(yīng)．
④400K時(shí)，將投料比為1的NO₂和CH₄的混合氣體共0.04mol，充入一裝有催化劑的容器中，充分反應(yīng)后，平衡時(shí)NO₂的體積分?jǐn)?shù)

 

．
（3）如圖為連續(xù)自動(dòng)監(jiān)測(cè)氮氧化物（NO_x）的儀器動(dòng)態(tài)庫(kù)侖儀的工作原理示意圖．則NiO電極上NO發(fā)生的電極反應(yīng)式為：

 

．

Answer 1

考點(diǎn)：用蓋斯定律進(jìn)行有關(guān)反應(yīng)熱的計(jì)算,原電池和電解池的工作原理,化學(xué)平衡的計(jì)算

專題：

分析：（1）①6Ag（s）+O₃（g）═3Ag₂O（s）△H₁，
②2Ag₂O（s）═4Ag（s）+O₂（g）△H₂，
根據(jù)蓋斯定律可知①×2+②×3可得到，2O₃（g）═3O₂（g），以此計(jì)算反應(yīng)熱；
（2）①依據(jù)化學(xué)方程式結(jié)合平衡常數(shù)概念書寫平衡常數(shù)表達(dá)式；
②若溫度不變，提高[n（NO₂）/n（CH₄）]投料比，則NO₂的物質(zhì)的量增加，則NO₂的平衡轉(zhuǎn)化率減小；
③根據(jù)在不同溫度、相同投料比時(shí)，NO₂的平衡轉(zhuǎn)化率數(shù)據(jù)分析；
④400K時(shí)，將投料比為1的NO₂和CH₄的混合氣體共0.04mol，二氧化氮轉(zhuǎn)化率為60%，依據(jù)化學(xué)平衡三段式列式計(jì)算；
（3）根據(jù)圖片知，鉑電極上氧氣得電子發(fā)生還原反應(yīng)而作正極，NiO電極上NO失電子發(fā)生氧化反應(yīng)，則NiO為負(fù)極，正極上電極反應(yīng)式為：O₂+4e^-═2O^2-，負(fù)極上電極反應(yīng)式為：NO-2e^-+O^2-═NO₂．

解答： 解：（1）①6Ag（s）+O₃（g）═3Ag₂O（s）△H₁，
②2Ag₂O（s）═4Ag（s）+O₂（g）△H₂，
根據(jù)蓋斯定律可知①×2+②×3可得到，2O₃（g）═3O₂（g），則反應(yīng)熱△H=△H₁×2+△H₂×3=2△H₁+3△H₂，
故答案為：2△H₁+3△H₂；
（2）①在恒壓下，將CH₄（g）和NO₂（g）置于密閉容器中發(fā)生化學(xué)反應(yīng)③CH₄（g）+2NO₂（g）?N₂（g）+CO₂（g）+2H₂O（g），反應(yīng)的平衡常數(shù)表達(dá)式是利用平衡狀態(tài)生成物濃度冪次方乘積除以反應(yīng)物濃度冪次方乘積，該反應(yīng)的平衡常數(shù)的表達(dá)式 K=

C(N2)×C2(H2O)×C(CO2)

C(CH4)×C2(NO2)

，
故答案為：

C(N2)×C2(H2O)×C(CO2)

C(CH4)×C2(NO2)

； 
②若溫度不變，提高[n（NO₂）/n（CH₄）]投料比，則NO₂的物質(zhì)的量增加，CH₄的平衡轉(zhuǎn)化率增大，NO₂的平衡轉(zhuǎn)化率減小，
故答案為：減小；     
③400K時(shí)，投料比[n（NO₂）/n（CH₄）]=1，NO₂的平衡轉(zhuǎn)化率60%，500K時(shí)，NO₂的平衡轉(zhuǎn)化率43%，說(shuō)明溫度升高，平衡逆向移動(dòng)，所以正反應(yīng)為放熱反應(yīng)，
故答案為：放熱；
④400 K時(shí)，將投料比為1的NO₂和CH₄的混合氣體共0.04 mol，二氧化氮轉(zhuǎn)化率為60%，充入一裝有催化劑的容器中，充分反應(yīng)后，則
     CH₄（g）+2NO₂（g）

催化劑 .

△

N₂（g）+CO₂（g）+2H₂O（g）
n始  0.02    0.02           0       0        0
n轉(zhuǎn)  0.006 0.02×0.6=0.012 0.006   0.006    0.012
n平 0.014   0.008         0.006    0.006    0.012
平衡時(shí)NO₂的體積分?jǐn)?shù)=

0.008mol

0.014mol+0.008mol+0.006mol+0.012mol

×100%=17.4%，
故答案為：17.4%；
（3）負(fù)極NiO上一氧化氮失電子和氧離子反應(yīng)生成二氧化氮，電極反應(yīng)式為NO-2e^-+O^2-═NO₂，故答案為：NO+O^2--2e^-=NO₂．

點(diǎn)評(píng)：本題考查了蓋斯定律計(jì)算，原電池原理應(yīng)用，化學(xué)平衡的建立過(guò)程、化學(xué)平衡的影響因素、有關(guān)化學(xué)平衡常數(shù)的計(jì)算等知識(shí)，題目難度中等，注意掌握化學(xué)平衡的影響因素，明確化學(xué)平衡常數(shù)的概念及計(jì)算方法．