Question

3．研究含氮、碳化合物的性質(zhì)對(duì)它們的綜合利用有重要意義．
（1）反應(yīng)NO+O₃=NO₂+O₂，若生成11.2L O₂（標(biāo)準(zhǔn)狀況）時(shí)，轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量是1mol
（2）硝化法是一種古老的生產(chǎn)硫酸的方法，同時(shí)實(shí)現(xiàn)了氮氧化物的循環(huán)轉(zhuǎn)化，主要反應(yīng)為：NO₂（g）+SO₂（g）?SO₃（g）+NO（g）△H=-41.8kJ•mol^-1
已知：2SO₂（g）+O₂（g）?2SO₃（g）△H=-196.6kJ•mol^-1
寫出NO和O₂反應(yīng)生成NO₂的熱化學(xué)方程式2NO（g）+O₂（g）=2NO₂（g）△H=-113.0 kJ•mol^-1
（3）N₂H₄（肼或聯(lián)氨）燃料電池（產(chǎn)生穩(wěn)定、無污染的物質(zhì)）原理如圖1所示．M電極發(fā)生的電極反應(yīng)式
為N₂H₄-4e^-=N₂↑+4H⁺

（4）已知CO （g）+H₂O （g）?H₂ （g）+CO₂ （g）△H＞0
①一定條件下反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)后，若改變反應(yīng)的某個(gè)條件，下列變化能說明平衡一定向正反應(yīng)方向移動(dòng)的是C（填寫字母）
A．逆反應(yīng)速率先增大后減小    B．H₂O （g）的體積百分含量減小
C．CO的轉(zhuǎn)化率增大           D．容器中$\frac{c（C{O}_{2}）}{c（CO）}$的值減小
②在某壓強(qiáng)下，上述反應(yīng)在不同溫度、不同投料比時(shí)，CO的轉(zhuǎn)化率如圖2所示．則K_A、K_B、K_C三者之間的大小關(guān)系為K_A=K_C＞K_B．
T₁溫度下，將1molCO和4mol H₂O （g）充入2L的密閉容器中，5min后反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)，則0～5min內(nèi)的平均反應(yīng)速率v（CO）=0.08mol•L^-1•min^-1；若保持其他條件不變，向平衡體系中再通入1molCO和1molCO₂，此時(shí)v_（正）＞v_（逆）（填“＞”、“=”或“＜”）

Answer 1

分析 （1）化合價(jià)升高值=化合價(jià)降低值=轉(zhuǎn)移電子數(shù)，根據(jù)化合價(jià)的變化來確定電子轉(zhuǎn)移數(shù)目；
（2）A、NO₂（g）+SO₂（g）=SO₃（g）+NO（g）△H=-41.8kJ•mol^-1；B、2SO₂（g）+O₂（g）=2SO₃（g）△H=-196.6kJ•mol^-1，則反應(yīng)：2NO（g）+O₂（g）=2NO₂（g）可以看成是B-2A得到的，根據(jù)蓋斯定律結(jié)合熱化學(xué)方程式的書寫來回答；
（3）由氫離子的移動(dòng)方向可知，M區(qū)為負(fù)極，發(fā)生失電子的氧化反應(yīng)；
（4）①A．逆反應(yīng)速率先增大后減小，可能是增大生成物濃度；
B．H₂的轉(zhuǎn)化率增大，平衡一定正向移動(dòng)；
C．反應(yīng)物的體積百分含量減小，可能是增大生成物濃度等；
D．容器中的二氧化碳和氫氣濃度比值變小，可能是減小二氧化碳的物質(zhì)的量．
②根據(jù)平衡常數(shù)僅與溫度有關(guān)，溫度不變，平衡常數(shù)不變，T₁溫度下，根據(jù)平均反應(yīng)速率v（CO）=$\frac{△c}{△t}$來計(jì)算，根據(jù)Qc和K的關(guān)系判斷反應(yīng)的方向．

解答 解：（1）NO+O₃═NO₂+O₂，生成1mol氧氣轉(zhuǎn)移電子是2mol，生成11.2L即0.5mol O₂（標(biāo)準(zhǔn)狀況）時(shí)，轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量是1mol，故答案為：1；
（2）已知：A、NO₂（g）+SO₂（g）=SO₃（g）+NO（g）△H=-41.8kJ•mol^-1；
B、2SO₂（g）+O₂（g）=2SO₃（g）△H=-196.6kJ•mol^-1，則反應(yīng)：2NO（g）+O₂（g）=2NO₂（g）可以看成是B-2A得到的，所以該反應(yīng)的△H=-196.6kJ•mol^-1-2（-41.8kJ•mol^-1）=-113.0 kJ•mol^-1，故答案為：2NO（g）+O₂（g）=2NO₂（g）△H=-113.0 kJ•mol^-1；
（3）由氫離子的移動(dòng)方向可知，M區(qū)為負(fù)極，發(fā)生的電極反應(yīng)式為N₂H₄-4e^-=N₂↑+4H⁺，故答案為：N₂H₄-4e^-=N₂↑+4H⁺；
（4）①A．逆反應(yīng)速率先增大后減小，可能是增大生成物濃度，平衡逆向移動(dòng)，故A錯(cuò)誤；
B．H₂O（g）的體積百分含量減小，可能是增大生成物濃度，平衡不一定正向移動(dòng)，故B錯(cuò)誤；
C．CO的轉(zhuǎn)化率增大，平衡正向移動(dòng)，故C正確；
D．容器中的二氧化碳和氫氣濃度比值變小，可能是減小二氧化碳的物質(zhì)的量，平衡逆向移動(dòng)，故D錯(cuò)誤，
故選：C；
②平衡常數(shù)僅與溫度有關(guān)，溫度不變，平衡常數(shù)不變，所以K_A=K_C，反應(yīng)是吸熱反應(yīng)，所以升高溫度，平衡正向移動(dòng)，CO的轉(zhuǎn)化率增加，T₂＜T₁，溫度越高，K越大，所以K_A=K_C＞K_B，T₁溫度下，將1molCO和4mol H₂O （g）充入2L的密閉容器中，5min后反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)，此時(shí)CO的轉(zhuǎn)化率是80%，則0～5min內(nèi)的平均反應(yīng)速率v（CO）=$\frac{\frac{1mol}{2L}×80%}{5min}$=0.08mol•L^-1•min^-1，CO的平衡濃度是0.1mol/L，H₂O（g）的平衡濃度是1.6mol/L，H₂、CO₂ 的平衡濃度是0.4mol/L，
此時(shí)K=$\frac{0.4×0.4}{0.1×1.6}$=1，若保持其他條件不變，向平衡體系中再通入1molCO和1molCO₂，此時(shí)Qc=$\frac{0.4×0.9}{0.6×1.6}$＜1，即Qc＜K，所以v_（正）＞v_（逆），
故答案為：0.08mol•L^-1•min^-1；＞．

點(diǎn)評(píng) 本題考查化學(xué)平衡計(jì)算與影響因素、蓋斯定律的應(yīng)用、對(duì)圖象分析提取信息能力等，較好的考查學(xué)生對(duì)知識(shí)的遷移應(yīng)用．