Question

【題目】研究含氮污染物的治理是環(huán)保的一項(xiàng)重要工作。合理應(yīng)用和處理氮的化合物，在生產(chǎn)生活中有重要意義。

（1）已知：N2（g）+O2（g）=2NO（g） △H=+180.5kJmol﹣1

2C（s）+O2（g）=2CO（g） △H=﹣221.0kJmol﹣1

C（s）+O2（g）=CO2（g） △H=﹣393. 5kJmol﹣1

則汽車尾氣處理的反應(yīng)之一：2NO(g)+2CO(g)=N2(g)+2CO2(g)△H=_____ kJmol﹣1，利于

該反應(yīng)自發(fā)進(jìn)行的條件是_______（選填“高溫”或“低溫”）。

（2）將0.20mol NO和0.10molCO充入一個(gè)容積恒定為1L的密閉容器中發(fā)生反應(yīng)：

2NO（g）+2CO（g）N2（g）+2CO2（g），反應(yīng)過(guò)程中 部分物質(zhì)的濃度變化如圖所示：

反應(yīng)從開(kāi)始到9min時(shí)，用CO2表示該反應(yīng)的速率是____________________（保留2位有效數(shù)字）

②第12min時(shí)改變的條件是______________（填“升溫或降溫”）．

③第18min時(shí)建立新的平衡，此溫度下的平衡常數(shù)為______________（列計(jì)算式），第24min時(shí)，若保持溫度不變，再向容器中充入CO和N2各0.060mol，平衡將_____移動(dòng)（填“正向”、“逆向”或“不”）。

（3）若該反應(yīng)在絕熱、恒容的密閉體系中進(jìn)行，下列示意圖正確且能說(shuō)明反應(yīng)在t1時(shí)刻達(dá)到平衡狀態(tài)的是________________（填序號(hào)）。

（如圖中v正、K、n、m分別表示正反應(yīng)速率、平衡常數(shù)、物質(zhì)的量和質(zhì)量）

（4）以氨為燃料可以設(shè)計(jì)制造氨燃料電池，產(chǎn)物無(wú)污染。若電極材料均為惰性電極，KOH溶液作電解質(zhì)溶液，則該電池負(fù)極電極反應(yīng)式為______________________________

Answer 1

【答案】 △H=　﹣746.5KJ/mol 低溫 0.0044mol/（Lmin） 升溫 逆向 BD 2NH3﹣6e﹣+6OH﹣=N2+6H2O

【解析】（1）已知①N2（g）+O2（g）=2NO（g）△H=+180.5kJmol﹣1

②C（s）+O2（g）=CO2（g）△H=-393.5 kJmol﹣1

③2C（s）+O2（g）=2CO（g）△H=-221kJmol﹣1

依據(jù)蓋斯定律計(jì)算②×2-①-③得到2CO（g）+2NO（g）═N2（g）+2CO2（g））△H=-746KJ·mol－1；該反應(yīng)△H<0，△S<0，在低溫時(shí)，△G=△H-△ST<0，該反應(yīng)自發(fā)進(jìn)行的條件是低溫。

故答案為：-746.5；低溫

（2）①根據(jù)方程式v(CO2)=v(CO)=（0.10-0.06）mol/L/9min=0.0044mol/（Lmin）；②氮?dú)鉂舛葴p小，NO、CO濃度增大，只要平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng)即可，因?yàn)檎�反�?yīng)為放熱反應(yīng)，所以升高溫度；③第18min時(shí)建立新的平衡，此溫度下的平衡常數(shù)為平衡時(shí)CO2、N2、NO、CO的濃度依次為：0.02mol/L、0.01mol/L、0.18mol/L、0.08mol/L，K=；第24min時(shí)，若保持溫度不變，再向容器中充入CO和N2各0.060mol，各物質(zhì)的即時(shí)濃度為CO2、N2、NO、CO的濃度依次為：0.02mol/L、0.07mol/L、0.18mol/L、0.14mol/L，濃度商為 ，大于K，所以反應(yīng)將向逆向進(jìn)行；

（3）A、到達(dá)平衡后正、逆速率相等，不再變化，t1時(shí)刻V正最大，之后隨反應(yīng)進(jìn)行速率發(fā)生變化，未到達(dá)平衡，故A錯(cuò)誤；B、該反應(yīng)正反應(yīng)為放熱反應(yīng)，隨反應(yīng)進(jìn)行溫度升高，化學(xué)平衡常數(shù)減小，到達(dá)平衡后，溫度為定值，達(dá)最高，平衡常數(shù)不變，為最小，圖象與實(shí)際符合，故B正確；C、t1時(shí)刻后二氧化碳、NO的物質(zhì)的量發(fā)生變化，t1時(shí)刻未到達(dá)平衡狀態(tài)，故C錯(cuò)誤；D、NO的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為定值，t1時(shí)刻處于平衡狀態(tài)，故D正確；故選BD。

（4）堿性燃料電池中，負(fù)極上燃燒失電子發(fā)生氧化反應(yīng)，所以該原電池中負(fù)極上氨氣失電子和氫氧根離子反應(yīng)生成氮?dú)夂退�，電極反應(yīng)式為2NH3-6e－+6OH－=N2+6H2O，故答案為：2NH3-6e－+6OH－=N2+6H2O