Question

【題目】非金屬及其化合物在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、生活中有著重要應(yīng)用，減少非金屬的氧化物在大氣中的排放是環(huán)境保護的重要內(nèi)容之一。

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

C(s)+O2(g)=CO2(g) △H=-393.5kJ·mol-1

2C(s)+O2(g)=2CO(g) △H=-221kJ·mol-1

若某反應(yīng)的平衡常數(shù)表達式為：K=，請寫出此反應(yīng)的熱化學(xué)方程式___。

（2）N2O5在一定條件下可發(fā)生分解：2N2O5(g)4NO2(g)＋O2(g) △H>0。向恒容密閉容器加入N2O5。某溫度下測得恒容密閉容器中N2O5濃度隨時間的變化如下表：

t/min	0.00	1.00	2.00	3.00	4.00	5.00
c(N2O5)/(mo·L-1)	1.00	0.71	0.50	0.35	0.35	0.35

反應(yīng)開始時體系壓強為P0，第3.00min時體系壓強為p1，則p1：p0=__；1.00min~3.00min內(nèi)，O2的平均反應(yīng)速率為__。從表中可知化學(xué)反應(yīng)速率變化規(guī)律是__。

①該溫度下反應(yīng)的平衡常數(shù)Kp=__(用平衡分壓代替平衡濃度計算，分壓=總壓×物質(zhì)的量的分數(shù)，請列出用P0表示平衡常數(shù)表達式，不用計算)。

②一定溫度下，在恒容密閉容器中充入一定量N2O5進行該反應(yīng)，能判斷反應(yīng)已達到化學(xué)平衡狀態(tài)的是__。

a.容器中壓強不再變化 b.NO2和O2的體積比保持不變

c.2v正(NO2)=v逆(N2O5) d.混合氣體的密度保持不變

（3）“長征”火箭發(fā)射使用的燃料是偏二甲肼(C2H8N2)，并使用四氧化二氮作為氧化劑，這種組合的兩大優(yōu)點是，既能在短時間內(nèi)產(chǎn)生巨大能量將火箭送上太空，產(chǎn)物又不污染空氣(產(chǎn)物都是空氣成分）。某校外研究性學(xué)習(xí)小組擬將此原理設(shè)計為原電池，如圖所示，結(jié)合學(xué)習(xí)過的電化學(xué)原理分析B極發(fā)生的電極反應(yīng)式為__。

Answer 1

【答案】2NO(g)+2CO(g)N2(g)+2CO2(g) △H=-746·5kJ·mol-1 1.975 0.09mol·L-1·min-1 隨反應(yīng)時間進行，反應(yīng)物濃度降低，化學(xué)反應(yīng)速率減少 a N2O4+8H++8e-=N2+4H2O

【解析】

根據(jù)平衡常數(shù)表達式可知方程式，再根據(jù)蓋斯定律求反應(yīng)焓變；依據(jù)公式可得壓強之比等于物質(zhì)的量之比；先計算出五氧化二氮的速率，再根據(jù)同一時間段內(nèi)速率之比等于化學(xué)計量數(shù)之比求出氧氣的平均速率；根據(jù)化學(xué)平衡狀態(tài)的特征判斷對錯，據(jù)此分析。

(1)根據(jù)平衡常數(shù)的定義可知，該反應(yīng)為：2NO(g)+2CO(g)=N2(g)+2CO2(g)，由蓋斯定律可知：△H=-180.5kJ·mol-1+221kJ·mol-1-2×393.5kJ·mol-1=-746·5kJ·mol-1，故方程式為：2NO(g)+2CO(g)N2(g)+2CO2(g)△H=-746.5kJ·mol-1；

(2)壓強之比等于物質(zhì)的量之比，第3.00min時，c(N2O5)=0.35mo·L-1，c(NO2)=1.3mo·L-1，c(O2)=0.325mo·L-1，設(shè)容器的體積為VL，；

化學(xué)反應(yīng)速率之比等于化學(xué)計量數(shù)之比，；隨反應(yīng)時間進行，反應(yīng)物濃度降低，化學(xué)反應(yīng)速率減少；

①根據(jù)表中數(shù)據(jù)可知3min時達到平衡狀態(tài)，且上一步計算得到平衡時總壓為1.975P0；

該溫度下平衡常數(shù)；

②此反應(yīng)前后為氣體化學(xué)計量數(shù)減小的反應(yīng)，故恒容條件下容器中壓強不再變化，說明反應(yīng)達到平衡，a項正確；相同條件下，NO2和O2的體積比始終等于化學(xué)計量數(shù)之比，保持不變，b項錯誤；不同物質(zhì)的正逆反應(yīng)速率之比等于化學(xué)計量數(shù)之比，故V正(NO2)＝2V逆(N2O5)，c項錯誤；

，因參與此反應(yīng)的物質(zhì)均為氣體，遵循質(zhì)量守恒，故m(氣體)不變，恒容條件下，V不變，故混合氣體的密度為不變量，d項錯誤；

(3)根據(jù)圖中電子流向，可知B極得電子為正極，故電極方程式為：N2O4+8H++8e-=N2+4H2O。