Question

(1)臭氧可用于凈化空氣、飲用水消毒、處理工業廢物和作為漂白劑。
①臭氧幾乎可與除鉑、金、銥、氟以外的所有單質反應。如：
6Ag(s)+O₃(g)＝3Ag₂O(s)；△H＝－235．8 kJ/mol。
己知：2 Ag₂O(s)＝4Ag(s)+O₂(g)；△H＝+62.2kJ/mol，則O₃轉化為O₂的熱化學方程式為          ；②科學家P．Tatapudi等人首先使用在酸性條件下電解水的方法制得臭氧。臭氧在陽極周圍的水中產生，陰極附近的氧氣則生成過氧化氫，陰極電極反應式為                                         。

時間/min濃度(mol/L)	NO	N2	CO2
0	1.00	0	0
10	0.58	0.21	0.21
20	0.40	0·30	0.30
30	0.40	0.30	0.30
40	0.32	0.34	0.17
50	0.32	0.34	0.l7

 
(2)用活性炭還原法處理氮氧化物，有關反應為： C(s)+2NO(g)N₂(g)+CO₂(g)。某研究小組向某密閉的真空容器(假設容器體積不變，固體試樣體積忽略不計)中加入NO和足量的活性炭，恒溫(T₁℃)條件下反應，反應進行到不同時間測得各物質的濃度如下：
①10 min～20 min以內v(CO₂)表示的反應速率為                      
②根據表中數據，計算T₁℃時該反應的平衡常數K＝        (保留兩位小數)；
③下列各項能作為判斷該反應達到平衡狀態的是   (填序號字母)；
A．容器內壓強保持不變
B．2v_正(NO)=v_逆(N₂)
C．容器內CO₂的體積分數不變
D．混合氣體的密度保持不變
④30 min時改變某一條件，反應重新達到平衡，則改變的條件可能是    ；
⑤一定溫度下，隨著NO的起始濃度增大，則NO的平衡轉化率   (填“增大”、“不變”或“減小”)。

Answer 1

（1）①2O₃(g)＝3O₂(g) △H＝－285kJ/mol （2分）  ②2H⁺+O₂+2e^-＝H₂O₂（2分）
（2）①0.009mol/(L?min)（沒寫單位不給分，2分）
②0.56（2分）③C、D（2分）④減小CO₂的濃度（2分）⑤不變（2分）

解析試題分析：（1）①a、6Ag(s)+O₃(g)＝3Ag₂O(s) △H＝－235.8 kJ/mol，b、2Ag₂O(s)＝4Ag(s)+O₂(g)△H＝+62.2kJ/mol，所以依據蓋斯定律可知，a×2+b×3即得到：2O₃(g)＝3O₂(g)，所以該反應的反應熱△H＝－235.8 kJ/mol×＋62.2kJ/mol×3＝－285kJ/mol；即2O₃(g)＝3O₂(g) △H＝－285kJ/mol。
②電解池中陽極失去電子，發生氧化反應。陰極得到電子，發生還原反應。根據陽極制得臭氧，陰極制得過氧化氫可知，電解的總反應方程式為3H₂O+3O₂3H₂O₂+O₃，其中陽極反應為3H₂O－6e^-＝O₃+6H⁺，陰極反應為6H⁺+3O₂+6e^-＝3H₂O₂。
（2）①根據表中數據可知10 min～20 min以內v(CO₂)表示的反應速率＝＝0.009mol/(L?min)。
②根據表中數據可知T₁℃時該反應平衡濃度為，c(N₂)＝0.3mol/L、c(CO₂)＝0.3mol/L、c(NO)＝0.4mol/L，所以該溫度下該反應的平衡常數K＝=＝0.56。
③根據反應式C(s)+2NO(g)N₂(g)+CO₂(g)可知，反應是氣體體積不變的反應。在一定條件下，當可逆反應中正反應速率和逆反應速率相等時（但不為0），各種物質的濃度或含量均不再發生變化的狀態，是化學平衡狀態，則A、反應是氣體體積不變的反應，反應過程中和反應平衡狀態壓強相同，所以容器內壓強保持不變不能說明反應達到平衡，故A錯誤；B、反應速率之比等于化學方程式系數之比，當v_正(NO)＝2v_逆(N₂)，反應達到平衡，v_正(NO)＝2v_正(N₂)只能說明反應正向進行，故B錯誤；C、容器內CO₂的體積分數不變，說明反應達到平衡，故C正確；D、混合氣體密度等于氣體的總質量除以容器的體積，反應中碳是固體，平衡移動氣體質量變化，體積不變，所以混合氣體的密度保持不變，說明反應達到平衡，故D正確，答案選CD。④30min時改變某一條件，反應重新達到平衡，根據表中數據可知c(N₂)＝0.34mol/L、c(CO₂)＝0.17mol/L、c(NO)＝0.32mol/L，所以依據平衡常數K＝可知，K＝＝0.56，即平衡常數不變。由于化學平衡常數隨溫度變化，平衡常數不變說明改變的條件一定不是溫度；依據數據分析，氮氣濃度增大，二氧化碳和一氧化氮濃度減小，反應前后氣體體積不變，所以可能是減小容器體積后加入氮氣。
⑤一定溫度下，隨著NO的起始濃度增大，反應C(s)+2NO(g)N₂(g)+CO₂(g)是氣體體積不變的反應；增大一氧化氮濃度相當于增大體系壓強，平衡不動，一氧化氮轉化率不變。
考點：考查蓋斯定律進行有關反應熱的計算；化學平衡的影響因素；化學平衡狀態的判斷；化學平衡的計算；電解原理的應用等