Question

【題目】鎂、硫、氮的化合物在工業上用途非常廣泛。

（1）硝酸廠尾氣中含有大量的NO,可用氫氣催化還原法除去NO，發生的主要反應如下：

2NO(g)+4H2(g)+O2(g)=N2(g)+4H2O(g) △H=-1143 kJ·mol-1

2H2(g)+O2(g)=2H2O(g) △H=-484 kJ·mol-1

則2NO(g)+2H2(g)=N2(g)+2H2O(g) △H=___________kJ·mol-1。

（2）一種鎂一鋰雙離子二次電池的裝置如圖1所示。

①放電時， Mg 電 極 為___________ (填“ 正極”或“負極” ), Li +遷 移 至___________ (填“正極區”或“負極區”)。

②充電時,陽極的電極反應式為_______________________________。

（3）在一定條件下,反應：CH4(g)+CO2(g)2CO(g)+2H2(g)平衡時CH4的轉化率與溫度和壓強的關系如圖2所示。

①圖中p1、p2、p3、p4 代表不同壓強，壓強最大的是___________。該反應的△H___________(填“>"“<”或“=”下同)0。

②壓強為p4時，在Y點：v(正)___________v(逆)。

③圖中W、X、Y、Z四點對應的反應的平衡常數K1、K2、k3、K4由大到小的顧序為_____________。

Answer 1

【答案】 -659 負極 正極區 LiFePO4-xe-=Li1-xFePO4+xLi+ p4 > < K4>K3>K2>K1

【解析】(1)①2NO(g)+4H2(g)+O2(g)=N2(g)+4H2O(g)△H=-1143kJ·mol-1，②2H2(g)+O2(g)=2H2O(g) △H=-484kJ·mol-1，根據蓋斯定律：①-②得：2NO(g)+2H2(g)=N2(g)+2H2O(g) △H=(-1143kJmol-1)-(-484kJmol-1)=-659kJmol-1，故答案為：-659；

(2)①根據圖示，放電時，Mg電極失去電子發生氧化反應，鎂為負極；原電池中陽離子向正極移動，則鋰離子電池放電時，Li+向正極遷移，故答案為：負極；正極區；

②根據圖示可知，充電時，陽極的電極上LiFePO4失電子，電極反應式為：LiFePO4-xe-═xLi++Li1-xFePO4，故答案為：LiFePO4-xe-═xLi++Li1-xFePO4；

(3)①反應：CH4(g)+CO2(g)2CO(g)+2H2(g)，增大壓強，平衡逆向移動，甲烷的轉化率減小，即壓強越大，甲烷的轉化率越小，因此p1、p2、p3、p4代表不同壓強，壓強最大的是p4；根據圖像，升高溫度，甲烷的轉化率增大，說明平衡正向移動，則正反應為吸熱反應，△H>0，故答案為：p4；>；

②壓強為p4時，Y點不是平衡狀態，要達到平衡狀態，反應需要逆向進行，因此v(正)＜v(逆) ，故答案為：＜；

③該反應為吸熱反應，升高溫度，平衡正向移動，平衡常數增大，因此圖中W、X、Y、Z四點對應的反應的平衡常數K1、K2、K3、K4由大到小的顧序為K4>K3>K2>K1，故答案為：K4>K3>K2>K1。