Question

【题目】I.在容器为1L的容器中，通入一定量的N2O4，发生反应N2O4(g)2NO2(g)，且温度升高，混合气体的颜色加深。100℃时，体系中各物质的浓度随时间的变化如图15所示。回答下列问题：

（1）100℃时，在0～60s时段，反应速率v(N2O4)为______mol/(L·s)，反应的平衡常数K为_______。

（2）100℃时达到平衡后，改变反应温度为T，c(N2O4)以0.0020mol/(L·s)平均速率降低，经10s又达到平衡.T_____100℃(填“大于”或“小于”),判断理由是_________。

II.利用LiOH和钴氧化物可制备锂离子电池。正极材料LiOH可由电解法制备，钴氧化物可通过处理钴渣获得。

（1）利用如图16所示的装置电解制备LiOH，两电极区电解液分别为LiOH和LiCl溶液。B极区电解液为_____溶液(填化学式)，阳极电极反应式为__________________。

（2）利用钴渣[含Co(OH)3、Fe(OH)3等]制备钻氧化物的艺流程如图17:

Co(OH)3在酸溶并发生氧化还原反应时的离子方程式为______________________。在空气中煅烧CoC2O4生成钴的氧化物和CO2，测得充分煅烧后固体的质量为2.73g,CO2的体积为1.344L(标准状况)，则钴氧化物的化学式为_____________。

Answer 1

【答案】 0.0010 0.36mol·L1 大于 正反应方向吸热，温度改变后平衡向正反应方向移动（正反应速率大于逆反应速率），所以温度的改变是在100℃基础上升温（即T大于100℃） LiOH 2Cl－2e－=Cl2↑ 2Co(OH)3+4H++SO32-=2Co2++ SO42-+5H2O CoO2

【解析】Ⅰ．（1）.100℃时，在0～60s时段，c(N2O4)由0.1mol·L1降到0.04mol·L1，所以v(N2O4)=（0.1000mol·L10.040mol·L1）÷60s =0.0010mol·L1·s1，在100℃时，反应达到平衡后，c(N2O4)及c(NO2)分别为0.040mol·L1、0.120mol·L1，所以平衡常数K==(0.120mol·L1)2÷0.040mol·L1 =0.36mol·L1，故答案为：0.0010；0.36mol·L1；

（2）.对于反应N2O4(g)2NO2(g)，温度升高，混合气体的颜色加深，说明升高温度平衡正向移动，则正反应为吸热反应，温度改为T后，c(N2O4)降低，则平衡向正反应方向移动，因正反应为吸热反应，所以是温度升高，即T大于100℃，故答案为：大于；正反应方向吸热，温度改变后平衡向正反应方向移动（正反应速率大于逆反应速率），所以温度的改变是在100℃基础上升温（即T大于100℃）；

Ⅱ．（1）.根据装置图可知，装置的B极区生成H2，同时产生OH－，则B极是阴极，因此阳离子（Li+）会经阳离子交换膜从A极区流向B极区，所以B极区的电解液为LiOH溶液；A极是阳极，阳极区的电解液为LiCl溶液，所以阳极的电极反应式为2Cl－2e－=Cl2↑，故答案为：LiOH；2Cl－2e－=Cl2↑；

（2）.从流程图可知，钴渣[含Co(OH)3、Fe(OH)3等]中加入H2SO4、Na2SO3混合溶液后，生成了CoSO4等，所以Co(OH)3在酸溶并发生氧化还原反应时的离子方程式为：2Co(OH)3+4H++ SO32－=2Co2++SO42－+5H2O；假设在空气中煅烧CoC2O4生成的钴的氧化物为CoxOy，则根据题意得：

2xCoC2O4 + yO2 2CoxOy + 4xCO2

2×(59x+16y)g 4x×22.4L

2.73g 1.344L

2×(59x+16y)×1.344L=4x×22.4L×2.73g，解得=2∶1，所以在空气中煅烧CoC2O4生成的钴的氧化物为CoO2，故答案为：2Co(OH)3+4H++SO32-=2Co2++ SO42-+5H2O；CoO2。