Question

5．研究含氮化合物具有重要意義．

（1）反應2NO（g）+2CO（g）?N₂（g）+2CO₂（g），可用于消除汽車尾氣中的有害氣體．向恒容密閉容器中充入NO和CO的混合氣體，部分物質的濃度變化如圖1所示，則在4～6min時反應的平均速率v（N₂）為0.005mol•L^-1．第8min時改變的條件為升溫，則該反應的△H＜0（填“＞”或“＜”）；
16min時改反應重新達到平衡的依據是ad（填字母）
a．單位時間內生成a mol CO₂同時生成a mol CO
b．容器內NO與N₂的物質的量之比為2：1
c.2v（CO）_正=v（N₂）_逆
d．容器內的壓強保持不變
e．容器內的氣體密度保持不變
（2）一定溫度下，在容積為1L的恒容密閉容器中充入2 mol N₂O₃，發(fā)生反應：
①N₂O₃（g）?N₂O（g）+O₂（g）；
②N₂O₃（g）+O₂（g）?N₂O₅（g），
平衡時，測得c（N₂O₅）為0.7mol•L^-1，c（O₂）為0.5 mol•L^-1，則c（N₂0）=1.2mol•L^-1，該溫度下反應②的平衡常數(shù)為14mol•L^-1．
（3）尿素燃料電池是一種新開發(fā)的環(huán)保電池，其工作原理如圖2．OH⁺離子導體中OH^-移動的方向為向左（填“向左”或“向右”），電極A是電池的負極，電極反應式為CO（NH₂）₂+6OH^--6e^-=CO₂↑+N₂↑+5H₂O．

Answer 1

分析 （1）先計算CO的反應速率，再根據同一可逆反應中同一時間段內各物質的反應速率之比等于其計量數(shù)之比計算v（N₂）；
升高溫度CO的濃度增大，平衡逆向移動，升高溫度平衡向吸熱反應方向移動；
可逆反應達到平衡狀態(tài)時，正逆反應速率相等，反應體系中各物質的物質的量不變、物質的量濃度不變、百分含量不變，以及由此引起的一系列物理量不變；
（2）根據方程式知，c（N₂0）=c（O₂）+c（N₂O₅）=0.5mol/L+0.7mol/L=1.2mol/L；
根據方程式知，剩余c（N₂O₃）=$\frac{2mol}{1L}$-1.2mol/L-0.7mol/L=0.1mol/L，
平衡常數(shù)K=$\frac{c（{N}_{2}{O}_{5}）}{c（{N}_{2}{O}_{3}）．c（{O}_{2}）}$；
（3）根據圖知，該燃料電池中，通入氧化劑的電極B是正極，則A是負極，放電時，電解質溶液中陰離子向負極移動，負極上尿素失電子生成水、氮氣和二氧化碳．

解答 解：（1）v（CO）=$\frac{0.08-0.06}{6-4}$mol/（L．min）=0.01mol/（L．min），再根據同一可逆反應中同一時間段內各物質的反應速率之比等于其計量數(shù)之比得v（N₂）=$\frac{1}{2}$v（CO）=$\frac{1}{2}$×0.01 mol/（L．min）=0.005mol/（L．min）；
升高溫度平衡向吸熱反應方向移動，升高溫度CO的濃度增大，平衡逆向移動，則正反應是放熱反應，△H＜0；
可逆反應達到平衡狀態(tài)時，正逆反應速率相等，反應體系中各物質的物質的量不變、物質的量濃度不變、百分含量不變，以及由此引起的一系列物理量不變，
a．單位時間內生成a mol CO₂同時生成a mol CO，正逆反應速率相等，反應達到平衡狀態(tài)，故正確；
b．容器內NO與N₂的物質的量之比為2：1，該反應可能達到平衡狀態(tài)也可能沒有達到平衡狀態(tài)，與反應初始物質的量和轉化率有關，故錯誤；
c．當v（CO）_正=2v（N₂）_逆，該反應達到平衡狀態(tài)，則2v（CO）_正=v（N₂）_逆沒有達到平衡狀態(tài)，故錯誤；
d．該反應的反應前后是氣體體積減小的可逆反應，當容器內的壓強保持不變時，正逆反應速率相等，反應達到平衡狀態(tài)，故正確；
e．容器內氣體質量、體積都不變，所以容器內的氣體密度始終不變，不能據此判斷平衡狀態(tài)，故錯誤；
故選ad；
故答案為：0.005；＜；ad；
（2）根據方程式知，c（N₂0）=c（O₂）+c（N₂O₅）=0.5mol/L+0.7mol/L=1.2mol/L；
根據方程式知，剩余c（N₂O₃）=$\frac{2mol}{1L}$-1.2mol/L-0.7mol/L=0.1mol/L，
平衡常數(shù)K=$\frac{c（{N}_{2}{O}_{5}）}{c（{N}_{2}{O}_{3}）．c（{O}_{2}）}$=$\frac{0.7}{0.1×0.5}$L/mol=14L/mol，
故答案為：1.2；14；
（3）根據圖知，該燃料電池中，通入氧化劑的電極B是正極，則A是負極，放電時，電解質溶液中陰離子向負極移動，所以氫氧根離子向左移動，負極上尿素失電子生成水、氮氣和二氧化碳，電極反應式為CO（NH₂）₂+6OH^--6e^-=CO₂↑+N₂↑+5H₂O，
故答案為：向左；負；CO（NH₂）₂+6OH^--6e^-=CO₂↑+N₂↑+5H₂O．

點評 本題考查化學平衡計算、化學平衡狀態(tài)判斷、原電池原理等知識點，側重考查基本計算、基本理論，注意（2）中第一步生成的氧氣在第二步中發(fā)生反應，為易錯點，難點是（3）題電極反應式的書寫．