Question

【題目】非金屬及其化合物在工農業生產、生活中有著重要應用，減少非金屬的氧化物在大氣中的排放是環境保護的重要內容之一。

（1）已知：N2(g)+O2(g)=2NO(g) △H=+180.5kJ·mol-1

C(s)+O2(g)=CO2(g) △H=-393.5kJ·mol-1

2C(s)+O2(g)=2CO(g) △H=-221kJ·mol-1

若某反應的平衡常數表達式為：K=，請寫出此反應的熱化學方程式___。

（2）N2O5在一定條件下可發生分解：2N2O5(g)4NO2(g)＋O2(g) △H>0。向恒容密閉容器加入N2O5。某溫度下測得恒容密閉容器中N2O5濃度隨時間的變化如下表：

t/min	0.00	1.00	2.00	3.00	4.00	5.00
c(N2O5)/(mo·L-1)	1.00	0.71	0.50	0.35	0.35	0.35

反應開始時體系壓強為P0，第3.00min時體系壓強為p1，則p1：p0=__；1.00min~3.00min內，O2的平均反應速率為__。從表中可知化學反應速率變化規律是__。

①該溫度下反應的平衡常數Kp=__(用平衡分壓代替平衡濃度計算，分壓=總壓×物質的量的分數，請列出用P0表示平衡常數表達式，不用計算)。

②一定溫度下，在恒容密閉容器中充入一定量N2O5進行該反應，能判斷反應已達到化學平衡狀態的是__。

a.容器中壓強不再變化 b.NO2和O2的體積比保持不變

c.2v正(NO2)=v逆(N2O5) d.混合氣體的密度保持不變

（3）“長征”火箭發射使用的燃料是偏二甲肼(C2H8N2)，并使用四氧化二氮作為氧化劑，這種組合的兩大優點是，既能在短時間內產生巨大能量將火箭送上太空，產物又不污染空氣(產物都是空氣成分）。某校外研究性學習小組擬將此原理設計為原電池，如圖所示，結合學習過的電化學原理分析B極發生的電極反應式為__。

Answer 1

【答案】2NO(g)+2CO(g)N2(g)+2CO2(g) △H=-746·5kJ·mol-1 1.975 0.09mol·L-1·min-1 隨反應時間進行，反應物濃度降低，化學反應速率減少 a N2O4+8H++8e-=N2+4H2O

【解析】

根據平衡常數表達式可知方程式，再根據蓋斯定律求反應焓變；依據公式可得壓強之比等于物質的量之比；先計算出五氧化二氮的速率，再根據同一時間段內速率之比等于化學計量數之比求出氧氣的平均速率；根據化學平衡狀態的特征判斷對錯，據此分析。

(1)根據平衡常數的定義可知，該反應為：2NO(g)+2CO(g)=N2(g)+2CO2(g)，由蓋斯定律可知：△H=-180.5kJ·mol-1+221kJ·mol-1-2×393.5kJ·mol-1=-746·5kJ·mol-1，故方程式為：2NO(g)+2CO(g)N2(g)+2CO2(g)△H=-746.5kJ·mol-1；

(2)壓強之比等于物質的量之比，第3.00min時，c(N2O5)=0.35mo·L-1，c(NO2)=1.3mo·L-1，c(O2)=0.325mo·L-1，設容器的體積為VL，；

化學反應速率之比等于化學計量數之比，；隨反應時間進行，反應物濃度降低，化學反應速率減少；

①根據表中數據可知3min時達到平衡狀態，且上一步計算得到平衡時總壓為1.975P0；

該溫度下平衡常數；

②此反應前后為氣體化學計量數減小的反應，故恒容條件下容器中壓強不再變化，說明反應達到平衡，a項正確；相同條件下，NO2和O2的體積比始終等于化學計量數之比，保持不變，b項錯誤；不同物質的正逆反應速率之比等于化學計量數之比，故V正(NO2)＝2V逆(N2O5)，c項錯誤；

，因參與此反應的物質均為氣體，遵循質量守恒，故m(氣體)不變，恒容條件下，V不變，故混合氣體的密度為不變量，d項錯誤；

(3)根據圖中電子流向，可知B極得電子為正極，故電極方程式為：N2O4+8H++8e-=N2+4H2O。