Question

3．在2L密閉容器內(nèi)，800℃時(shí)反應(yīng)2NO（g）+O₂（g）═2NO₂（g）體系中，n（NO）隨時(shí)間的變化如表：

時(shí)間（s）	0	1	2	3	4	5
n（NO）（mol）	0.020	0.010	0.008	0.007	0.007	0.007

（1）上述反應(yīng)在第5s時(shí)，NO的轉(zhuǎn)化率為65%．
（2）如圖中表示NO₂變化曲線的是b．用O₂表示0～2s內(nèi)該反應(yīng)的平均速率v=1.5×10^-3mol•L^-1•s^-1．
（3）能說明該反應(yīng)已達(dá)到平衡狀態(tài)的是bc．
a．v（NO₂）=2v（O₂） b．容器內(nèi)壓強(qiáng)保持不變 c．v_逆（NO）=2v_正（O₂） d．容器內(nèi)密度保持不變
（4）鉛蓄電池是常用的化學(xué)電源，其電極材料是Pb和PbO₂，電解液為稀硫酸．工作時(shí)該電池總反應(yīng)式為：
PbO₂+Pb+2H₂SO₄═2PbSO₄↓+2H₂O，據(jù)此判斷工作時(shí)正極反應(yīng)為PbO₂+4H⁺+SO₄^2-+2e^-═PbSO₄+2H₂O．
（5）火箭推進(jìn)器中盛有強(qiáng)還原劑液態(tài)肼（N₂H₄）和強(qiáng)氧化劑液態(tài)雙氧水．當(dāng)它們混合反應(yīng)時(shí)，即產(chǎn)生大量無污染物質(zhì)并放出大量熱．反應(yīng)的化學(xué)方程式為N₂H₄+2H₂O₂=N₂+4H₂O．

Answer 1

分析 （1）第5s時(shí)NO為0.007mol，NO轉(zhuǎn)化率=$\frac{NO物質(zhì)的量變化量}{NO起始物質(zhì)的量}$×100%；
（2）NO₂是產(chǎn)物，隨反應(yīng)進(jìn)行濃度增大，由方程式可知平衡時(shí)△c（NO₂）=△c（NO）．
根據(jù)v=$\frac{△c}{△t}$計(jì)算v（NO），再利用速率之比等于化學(xué)計(jì)量數(shù)之比計(jì)算v（O₂）；
（3）可逆反應(yīng)到達(dá)平衡時(shí)，同種物質(zhì)的正逆速率相等，各組分的濃度、含量保持不變，由此衍生的其它一些量不變，判斷平衡的物理量應(yīng)隨反應(yīng)進(jìn)行發(fā)生變化，該物理量由變化到不變化說明到達(dá)平衡；
（4）原電池正極發(fā)生還原反應(yīng)，PbO₂在正極獲得電子，硫酸溶液條件下，生成PbSO₄與H₂O；
（5）液態(tài)肼（N₂H₄）和雙氧水混合反應(yīng)時(shí)，產(chǎn)生大量無污染物質(zhì)，應(yīng)生成氮?dú)馀c水．

解答 解：（1）第5s時(shí)NO為0.007mol，NO轉(zhuǎn)化率=$\frac{（0.02-0.007）mol}{0.02mol}$×100%=65%，
故答案為：65%；
（2）NO₂是產(chǎn)物，隨反應(yīng)進(jìn)行濃度增大，由方程式可知平衡時(shí)△c（NO₂）=△c（NO）=$\frac{（0.02-0.007）mol}{2L}$=0.0065mol/L，所以圖中表示NO₂變化的曲線是b；
2s內(nèi)用NO表示的平均反應(yīng)速率v（NO）=$\frac{\frac{（0.02-0.008）mol}{2L}}{2s}$=3.0×10^-3mol•L^-1•s^-1，速率之比等于化學(xué)計(jì)量數(shù)之比，所以v（O₂）=$\frac{1}{2}$v（NO）=$\frac{1}{2}$×3.0×10^-3mol•L^-1•s^-1=1.5×10^-3mol•L^-1•s^-1，
故答案為：b；1.5×10^-3mol•L^-1•s^-1；
（3）a．若反應(yīng)達(dá)到平衡，則v（NO₂）_正=2v（O₂）_逆，由于未指明正、逆速率，不能判斷反應(yīng)是否達(dá)到平衡，故a錯誤；
b．由于反應(yīng)前后氣體體積不等的反應(yīng)，恒溫恒容下隨反應(yīng)進(jìn)行容器內(nèi)壓強(qiáng)變化，當(dāng)容器內(nèi)壓強(qiáng)保持不變，說明反應(yīng)達(dá)到平衡，故b正確；
c．由方程式可知v_正（NO）=2v_正（O₂），而v_逆（NO）=2v_正（O₂），則v_正（NO）=_逆（NO），反應(yīng)到達(dá)平衡，故c正確；
d．混合氣體總質(zhì)量不變，容器容積不變，容器內(nèi)混合氣體密度始終不變，故d錯誤，
故選：bc；
（4）原電池正極發(fā)生還原反應(yīng)，PbO₂在正極獲得電子，硫酸溶液條件下，生成PbSO₄與H₂O，正極電極反應(yīng)式為：PbO₂+4H⁺+SO₄^2-+2e^-═PbSO₄+2H₂O，
故答案為：PbO₂+4H⁺+SO₄^2-+2e^-═PbSO₄+2H₂O；
（5）液態(tài)肼（N₂H₄）和雙氧水混合反應(yīng)時(shí)，產(chǎn)生大量無污染物質(zhì)，應(yīng)生成氮?dú)馀c水，反應(yīng)方程式為：N₂H₄+2H₂O₂=N₂+4H₂O，
故答案為：N₂H₄+2H₂O₂=N₂+4H₂O．

點(diǎn)評 本題考查化學(xué)平衡計(jì)算、平衡狀態(tài)判斷、原電池等，注意判斷平衡的物理量應(yīng)隨反應(yīng)進(jìn)行發(fā)生變化，該物理量由變化到不變化說明到達(dá)平衡．