Question

【題目】“神十搭載的長征F改進型火箭推進劑之一為無色氣體N2O4，N2O4與NO2轉換的熱化學方程式為：N2O4（g）2NO2(g) △H=+24.4KJ/mol。

（1）將一定量N2O4投入固定容積的真空容器中，下述現象能說明反應達到平衡的是________。

a．v正(N2O4)=2v逆(NO2) b．體系顏色不變c．氣體平均相對分子質量不變 d．氣體密度不變

達到平衡后，保持體積不變升高溫度，再次到達平衡時，則混合氣體顏色____（填“變深”、“變淺”或“不變”），判斷理由________。

（2）T℃時，向1L恒容密閉容器中投入1molCH4和1molH2O(g)，發生反應：CH4(g)+H2O(g) CO(g)+3H2(g)，經過3min，反應達到平衡。已知平衡時，c(CH4)=0.5mol/L則0～3min內，該反應的平均反應速率v(H2)=___。

（3）在一定條件下用CO和H2可以制得甲醇，CH3OH和CO的燃燒熱為別725.8 kJ/mol，283.0 kJ/mol，1 mol液態水變成氣態水吸熱44.0 kJ，寫出甲醇不完全燃燒生成一氧化碳和氣態水的熱化學方程式：____。

（4）工業上用CO與H2在催化劑作用下合成CH3OH,其反應為：CO(g)+2H2(g) CH3OH(g)。按n(CO) : n(H2)=1 : 2向密閉容器中充入反應物，測得平衡時混合物中CH3OH的體積分數在不同壓強下隨溫度的變化如圖所示。則P1_____P2(填“<”“>”或“=”)

（5）一種氨燃料電池，使用的電解質溶液是2mol/L的KOH溶液。電池反應為：4NH3+3O2=2N2+6H2O；請寫出通入a氣體一極的電極反應式為_______。

Answer 1

【答案】bc 變深 正反應是吸熱反應，其他條件不變，溫度升高平衡正向移動，c（NO2）增加，顏色加深 v(H2) = 0.5 moL/(L·min) CH3OH (l)＋O2 (g) =CO (g)＋2H2O (g) ΔH=-354.8 kJ ∕ mol > 2NH3+6OH－– 6e－=N2 + 6H2O

【解析】

（1）達到平衡狀態時，各物質的物質的量、組分濃度和含量均保持不變，結合平衡標志分析；

（2）根據計算；

（3）CH3OH和CO的燃燒熱為別725.8 kJ/mol，283.0 kJ/mol，可知表示CH3OH和CO燃燒熱的熱化學方程式是2CH3OH (l)＋3O2 (g) =2CO2 (g)＋4H2O (g) ΔH=-1451.6 kJ/mol、2CO （g ）+O2（g ）═2CO2 （g ）△H=-556kJmol-1，根據蓋斯定律計算甲醇不完全燃燒生成一氧化碳和氣態水的熱化學方程式。

（4）增大壓強CO(g)+2H2(g) CH3OH(g)平衡正向移動；

（5）根據圖示，電子由a極流出，a是負極，a極通入氨氣；

（1）a．v正(N2O4)=2v逆(NO2)，可知正逆反應速率不相等，故不選a；

b．體系顏色不變，說明NO2濃度不變，一定達到平衡狀態，故選b；

c．氣體總質量不變，反應前后氣體物質的量是變量，平均相對分子質量是變量，若氣體平均相對分子質量不變，一定達到平衡狀態，故選c；

d．氣體質量不變、容器體積不變，根據 ，氣體密度是恒量，氣體密度不變，不一定平衡，故不選d。

N2O4（g）2NO2(g) △H=+24.4kJ/mol，正反應吸熱，升高溫度，平衡正向移動，NO2濃度增大，混合氣體顏色變深。

（2）平衡時，c(CH4)=0.5mol/L，則△c(CH4)=1mol/L-0.5mol/L=0.5mol/L，根據方程式，可知則△c(H2)= 1.5mol/L，0.5 moL/(L·min)；

（3）①2CH3OH (l)＋3O2 (g) =2CO2 (g)＋4H2O (g) ΔH=-1451.6 kJ/mol、

②2CO （g ）+O2（g ）═2CO2 （g ）△H=-556kJmol-1，

③H2O (g)= H2O (l) ΔH=-44.0 kJ/mol

根據蓋斯定律①×－②×－③×2得CH3OH (l)＋O2 (g) =CO (g)＋2H2O (g) ΔH=-354.8 kJ ∕ mol。

（4）增大壓強CO(g)+2H2(g) CH3OH(g)平衡正向移動，壓強越大，CH3OH的含量越大，所以P1>P2；

（5）根據圖示，電子由a極流出，a是負極，a極通入氨氣，氨氣失電子發生氧化反應，電極反應式是2NH3+6OH－– 6e－=N2 + 6H2O；