Question

【题目】对氮、碳及其化合物的研究具有重要意义。

（1）用肼(N2H4）为燃料，四氧化二氮做氧化剂，两者反应生成氮气和气态水。

已知：N2(g）+2O2(g）=N2O4(g）△H1K1

N2H4(g）+O2(g）=N2(g）2H2O(g）△H2K2

则2N2H4(g）+ N2O4(g）=3N2(g）+ 4H2O(g） △H＝ (用△H1、△H2表示），该反应的化学平衡常数K = (用K1、K2表示）

（2）汽车尾气转化反应：NO＋CO→N2＋CO2(未配平）,将NO和CO转化为和N2和CO2，实现除污，每生成1molN2还原剂失去电子数为 。

（3） 大气污染物氮氧化物可以用活性炭还原法处理。某研究小组向某2L的密闭容器中加入一定量的活性炭和NO，发生反应C(s）＋2NO(g） N2(g）＋CO2 (g）。在T1℃时，反应进行到不同时间(t）测得各物质的物质的量(n）如下

t(min） n(mol）	0	10	20	30	40	50
NO	2.00	1.16	0.80	0.80	0.96	0.96
N2	0	0.42	0.60	0.60	0.72	0.72
CO2	0	0.42	0.60	0.60	0.72	0.72

0~10min内，NO的平均反应速率v(NO）= ；T1℃时，该反应的平均常数K= 。

②30min后，只改变某一条件，反应重新达到平衡，根据上表的数据判断改变的条件可能是 (填字母编号）。

a．加入一定量的活性炭 b．通入一定量的NO

c．恒温时，充入一定量的氦气 d．加入适量的催化剂

（4）氨燃料电池使用的电解质溶液是2mol·L-1的KOH溶液，电池反应为：4NH3+3O2=2N2+6H2O，放电时，该电池正极的电极反应式为 。

（5）不能作为判断反应达到化学平衡状态的依据是 (填字母序号）。

A．容器内CO2的浓度保持不变

B．v正(N2）=2v逆(NO）

C．容器内压强保持不变

D．混合气体的密度保持不变

E．混合气体的平均相对分子质量保持不变

Answer 1

【答案】（1）2△H2—△H1(1分） K22/K1(1分）

（2）4NA或4×6.02X1023(2分）

（3）①0.042mol·L-1·min-1(2分） 0.56(或9/16）(2分） ②b(1分）

（4）O2+2H2O+4e-=4OH-(2分）

（5）BC(2分）

【解析】

试题分析：（1）已知：①N2(g）+2O2(g）=N2O4(g）△H1

②N2H4(g）+O2(g）=N2(g）+2H2O(g）△H2

根据盖斯定律，②×2-①可得：2N2H4(g）+N2O4(g）=3N2(g）+4H2O(g），则△H=2△H2-△H1，该反应平衡常数K=K22/K1；

（2）反应中N元素化合价由+2价降低为0价，每生成1molN2还原剂失去电子数为1mol×4×6.02×1023mol-1=4×6.02×1023；

（3）①①0～10min内，NO的平均反应速率v(NO）==0.042mol/(L．min）；

由表中数据可知，20min时处于平衡状态，反应前后气体的体积不变，用物质的量代替浓度计算平衡常数，则K==9/16；②反应重新达到平衡，NO增大0.16mol，N2、CO2 均增大0.08mol，等于化学计量数之比，应是通入一定量的NO，故选b；

（4）氨燃料电池使用的电解质溶液是KOH溶液，电池反应为：4NH3+3O2=2N2+6H2O．放电时，正极发生还原反应，氧气在正极获得电子，碱性条件下生成氢氧根离子，正极电极反应式为：O2+2H2O+4e-=4OH-；

（5）A．容器内CO2的浓度保持不变，可判断反应达到平衡状态，故A正确； B．v正(N2）=2v逆(NO），两速率比不等于化学计量数之比，反应没有达到平衡状态，故B正确；C．反应体系，气态反应物与气态生成物系数和相等，容器内压强保持不变，无法判断反应达到平衡状态，故C错误；D．反应体系中C为固体，则混合气体的密度保持不变，可知反应达到平衡状态，故C正确；E．反应体系中C为固体，气态反应物与气态生成物系数和相等，则混合气体的平均相对分子质量保持不变，可推知反应达到平衡状态，故E正确，答案为BC。