Question

18．在一個容積不變的密閉容器中，發(fā)生反應(yīng)：2NO（g）+O₂（g）═2NO₂（g）
（1）當(dāng)n（NO）：n（O₂）=4：1時，O₂的轉(zhuǎn)化率隨時間的變化關(guān)系如圖1所示．
①A點的逆反應(yīng)速率v_逆 （O₂）小于B點的正反應(yīng)速率v_正（O₂）（填“大于”、“小于”或“等于”）．
②NO的平衡轉(zhuǎn)化率為30%；當(dāng)達(dá)到B點后往容器中再以4：1加入些NO和 O₂，當(dāng)達(dá)到新平衡時，則NO的百分含量小于B點NO的百分含量（填“大于”、“小于”或“等于”）．
③到達(dá)B點后，下列關(guān)系正確的是ABCD
A．容器內(nèi)氣體顏色不再變化          B．v_正（NO）=2v_正（O₂）
C．氣體平均摩爾質(zhì)量在此條件下達(dá)到最大      D．容器內(nèi)氣體密度不再變化
（2）在圖2中出現(xiàn)的所有物質(zhì)都為氣體，分析圖2，可推測：4NO（g）+3O₂（g）═2N₂O₅（g）△H=-787kJ/mol
（3）降低溫度，NO₂（g）將轉(zhuǎn)化為N₂O₄（g），以N₂O₄、O₂、熔融NaNO₃組成的燃料電池裝置如圖3所示，在使用過程中石墨I(xiàn)電極反應(yīng)生成一種氧化物Y，Y為N₂O₅，有關(guān)石墨I(xiàn)電極反應(yīng)式可表示為：N₂O₄+2NO₃^--2e^-=2N₂O₅．

Answer 1

分析 （1）①A到B點氧氣的轉(zhuǎn)化率增大，說明反應(yīng)正向進(jìn)行；
②平衡時壓強(qiáng)轉(zhuǎn)化率為60%，當(dāng)n（NO）：n（O₂）=4：1時設(shè)NO為4，O₂為1，結(jié)合化學(xué)平衡三行計算得到；當(dāng)達(dá)到B點后往容器中再以4：1加入些NO和 O₂，相當(dāng)于中等容器中氣體壓強(qiáng)，平衡正向進(jìn)行；
③到達(dá)B點即達(dá)到平衡狀態(tài)，正逆反應(yīng)速率相同，各組分含量保持不變；
（2）依據(jù)圖象分別寫出對應(yīng)反應(yīng)的熱化學(xué)方程式，結(jié)合蓋斯定律計算4NO（g）+3O₂（g）═2N₂O₅（g）反應(yīng)的焓變；
（3）燃料原電池中，負(fù)極上燃料失電子發(fā)生氧化反應(yīng)；先根據(jù)化合價判斷生成氧化物N₂O₅的電極，再根據(jù)離子的放電順序?qū)懗鲭姌O反應(yīng)式．

解答 解：（1）①A到B點氧氣的轉(zhuǎn)化率增大，說明反應(yīng)正向進(jìn)行，A點的逆反應(yīng)速率v_逆 （O₂）小于B點的正反應(yīng)速率v_正（O₂），
故答案為：小于；
②平衡時壓強(qiáng)轉(zhuǎn)化率為60%，當(dāng)n（NO）：n（O₂）=4：1時設(shè)NO為4，O₂為1，則轉(zhuǎn)化的氧氣為0.6，結(jié)合化學(xué)平衡三行計算，
      2NO（g）+O₂（g）═2NO₂（g）
起始量  4      1         0
變化量  1.2    0.6       1.2
平衡量 2.8     0.4       1.2
NO的平衡轉(zhuǎn)化率$\frac{1.2}{4}$×100%=30%，
當(dāng)達(dá)到B點后往容器中再以4：1加入些NO和 O₂，相當(dāng)于中等容器中氣體壓強(qiáng)，平衡正向進(jìn)行，一氧化氮百分含量減小，NO的百分含量小于B點NO的百分含量，
故答案為：30%，小于；
③2NO（g）+O₂（g）═2NO₂（g）反應(yīng)是氣體體積進(jìn)行的放熱反應(yīng)，
A．容器內(nèi)氣體顏色不再變化，說明二氧化氮濃度不變，反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)，故A正確；          
B．速率之比等于化學(xué)方程式計量數(shù)之比為正反應(yīng)速率之比，反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)v_正（NO）=2v_正（O₂），故B正確；
C．達(dá)到平衡狀態(tài)氣體質(zhì)量不變，物質(zhì)的量不變，氣體平均摩爾質(zhì)量在此條件下達(dá)到最大，故C正確；      
D．達(dá)到平衡狀態(tài)，容器內(nèi)氣體密度不再變化，故D正確；
故答案為：ABCD；
（2）熱化學(xué)方程式為①NO（g）+$\frac{1}{2}$O₂（g）=NO₂（g）△H=143KJ/mol-287KJ/mol=-144KJ/mol，
②4NO₂（g）+O₂（g）=2N₂O₅（g）△H=（372-583）KJ/mol=-211KJ/mol，
依據(jù)蓋斯定律計算①×4+②得到4NO（g）+3O₂（g）═2N₂O₅（g）△H=-787kJ/mol，
故答案為：-787kJ/mol；
（3）以N₂O₄、O₂、熔融NaNO₃組成的燃料電池裝置如下圖所示，在使用過程中石墨I(xiàn)電極反應(yīng)生成一種氧化物Y，N₂O₄在負(fù)極失電子發(fā)生氧化反應(yīng)，元素化合價升高為+5價，氧化物為N₂O₅，反應(yīng)的電極反應(yīng)為：N₂O₄+2NO₃^--2e^-=2 N₂O₅，
故答案為：N₂O₅，N₂O₄+2NO₃^--2e^-=2 N₂O₅．

點評 本題考查了圖象分析、化學(xué)平衡影響因素、平衡標(biāo)志的判斷、平衡計算、熱化學(xué)方程式書寫、原電池原理等知識點，掌握基礎(chǔ)是解題關(guān)鍵，題目難度中等．