Question

【題目】Ⅰ. 工業上可通過CO和H2化合制得CH3OH: CO(g)+2H2(g) CH3OH(g) ΔH (CO結構式為C≡O)。又知某些化學鍵的鍵能(斷開 1 mol化學鍵時所需要的最低能量)數值如下表：

則ΔH ＝_____________，在相應的反應條件下，將 1 mol CO(g)與足量H2混合充分反應后，則放出或吸收的熱量Q ________ ΔH 的數值(填“>”、“＝”或“<”)。

Ⅱ.電化學降解NO3-的原理如右圖所示。

①電源 A 極為________(填“正極”或“負極”)，陰極反應式為_______________。

②若電解過程中轉移了 1 mol 電子，則膜左側電解液的質量減少量為________g。

Ⅲ.已知NO2和N2O4的相互轉化反應：2NO2(g)N2O4(g) ΔH<0。現將一定量NO2和N2O4的混合氣體通入一體積為 2L的恒溫密閉玻璃容器中，反應物濃度隨時間變化關系如下圖：

①圖中共有兩條曲線X和Y，其中曲線________表示NO2濃度隨時間的變化。下列不能說明該反應已達到平衡狀態的是________。

A. 容器內混合氣體的壓強不隨時間變化而改變

B. 容器內混合氣體的密度不隨時間變化而改變

C. 容器內混合氣體的顏色不隨時間變化而改變

D. 容器內混合氣體的平均分子量不隨時間變化而改變

②前 10 min內用NO2表示的化學反應速率v(NO2)＝________mol/(L·min)。

③反應 25 min 時，若只改變了某一個條件，使曲線發生如上圖所示的變化，該條件可能是_____________(用文字表達)；其平衡常數 K(d)________K(b)(填“>”、“＝”或“<”)。

Answer 1

【答案】

Ⅰ、-116 kJmol-1；＜；

Ⅱ、①正極；2NO3-+10e-+12H+=6H2O+N2↑；②9g；

Ⅲ、①X；B；②0.04；③增大NO2的濃度；=；

【解析】

試題分析：Ⅰ.CH3OH：CO(g)+2H2(g)═CH3OH(g)中的焓變△H1=反應物總鍵能-生成物總鍵能，依據圖表提供的化學鍵的鍵能計算得到△H1 ═ 1072 kJmol-1 + 2 × 436 kJmol-1-(3 × 413 kJmol-1 + 358 kJmol-1 + 463 kJmol-1) = -116 kJmol-1；由于是可逆反應，平衡時1mol CO(g)反應后生成的CH3OH小于1mol，所以放出的熱量小于116 kJ，故答案為：-116 kJmol-1；＜；

Ⅱ、由圖示知在Ag-Pt電極上NO3-發生還原反應，因此Ag-Pt電極為陰極，則B為負極，A為電源正極，在陰極反應是NO3-得電子發生還原反應生成N2，利用電荷守恒與原子守恒知有H2O參與反應且有水生成，所以陰極上發生的電極反應式為：2NO3-+12H++10e-=N2+6H2O，故答案為：正極；2NO3-+10e-+12H+=6H2O+N2↑；

②由圖示知在Ag-Pt電極上NO3-發生還原反應，因此Ag-Pt電極為陰極，則B為負極，A為電源正極，轉移1mol電子時，陽極(陽極反應為H2O失電子氧化為O2和H+)消耗0.5mol水，產生1molH+進入陰極室，陽極室質量減少9g，故答案為：9 g；

Ⅲ.①由圖可知10-25min平衡狀態時，X表示的生成物的濃度變化量為(0.6-0.2)mol/L=0.4mol/L，Y表示的反應物的濃度變化量為(0.6-0.4)mol/L=0.2mol/L，X表示的生成物的濃度變化量是Y表示的反應物的濃度變化量的2倍，所以X表示NO2濃度隨時間的變化曲線，Y表示N2O4濃度隨時間的變化曲線；容器內混合氣體的體積不變，質量不變所以密度不變，因此，密度不能判斷平衡；故答案為：X；B；

②X表示NO2濃度隨時間的變化曲線，Y表示N2O4濃度隨時間的變化曲線．由圖可知，前10min內，NO2的濃度變化量為(0.6-0.2)mol/L=0.4mol/L，所以υ(NO2)==0.04molL-1min-1，故答案為：0.04；

③由曲線看出25 min時，NO2的濃度突然增大，可知改變的條件為增大NO2的濃度；溫度不變，化學平衡常數不變；故答案為：增大NO2的濃度；=；