Question

【题目】碳、氮是重要的非金属元素，在生产、生活中有广泛的应用。

(1)已知植物光合作用发生的反应如下：6CO2(g)＋6H2O(l) C6H12O6(s)＋6O2(g) △H＝＋669.62 kJmol－1该反应达到化学平衡后，若改变下列条件，CO2转化率增大的是__________。

a．增大CO2的浓度 b．取走一半C6H12O6

c．加入催化剂 d．适当升高温度

(2)N2O5的分解反应2N2O5(g)4NO2(g) + O2(g)，由实验测得在67℃时N2O5的浓度随时间的变化如下：

时间/min	0	1	2	3	4	5
c(N2O5) /(molL﹣1)	1.00	0.71	0.50	0.35	0.25	0.17

计算在0～2min时段，化学反应速率v(NO2) ＝________molL-1min-1。

(3)若将NO2与O2通入甲中设计成如图所示装置，D电极上有红色物质析出，则A电极处通入的气体为_________（填化学式）；A电极的电极反应式为_______________________，一段时间后，若乙中需加0.2 mol Cu(OH)2使溶液复原，则转移的电子的物质的量为 _____________。

(4)若将CO和NO按不同比例投入一密闭容器中发生反应：2CO(g)＋2NO(g)N2(g)＋2CO2(g)　ΔH＝－759.8 kJ·mol－1，反应达到平衡时，N2的体积分数随n(CO)/n(NO)的变化曲线如下图

①b点时，平衡体系中C、N原子个数之比接近________________；

②a、b、c三点CO的转化率从大到小的顺序为____________；a、c、d三点的平衡常数从大到小的顺序为__________________。

③若＝0.8，反应达平衡时，N2的体积分数为20%，则CO的转化率为___________。

Answer 1

【答案】d 0.5 NO2 NO2－e-＋H2O=NO3-＋2H＋ 0.8 mol 1∶1 a>b>c a＝c>d 75%

【解析】

（1）a．增大CO2的浓度，反应物浓度增大，平衡向正反应方向移动，但CO2的转化率减小；

b．改变固体的量，不能改变反应速率，不能改变平衡的移动方向；

c．催化剂能降低反应的活化能，加快反应速率，不能改变平衡的移动方向；

d．该反应为吸热反应，适当升高温度，平衡向正反应方向移动；

（2）由化学反应速率之比等于化学计量数之比可得v(NO2) ＝2v(N2O5)；

（3）由D电极上有红色物质析出可知，甲池为燃料电池，通入二氧化氮的一极为负极；加入Cu（OH）2使溶液复原说明电解过程中先电解硫酸铜溶液，硫酸铜溶液完全电解后还继续电解了部分水；

（4）①b点时，N2的体积分数最大，则反应物的物质的量之比接近等于化学计量数之比；

②增大反应物CO的浓度，平衡向正反应方向移动，NO的转化率增大，CO的转化率减小，由图可知，的值增大；该反应为放热反应，升高温度，平衡向逆反应方向移动，化学平衡常数减小；

③由题意建立三段式求解可得。

（1）a．增大CO2的浓度，反应物浓度增大，平衡向正反应方向移动，但CO2的转化率减小，故错误；

b．改变固体的量，不能改变反应速率，不能改变平衡的移动方向，则取走一半C6H12O6，平衡不移动，CO2的转化率不变，故错误；

c．催化剂能降低反应的活化能，加快反应速率，不能改变平衡的移动方向，则加入催化剂，平衡不移动，CO2的转化率不变，故错误；

d．该反应为吸热反应，适当升高温度，平衡向正反应方向移动，CO2的转化率增大，故正确；

d正确，故答案为：d；

（2）由表格数据可知，0～2min内N2O5的浓度变化为（1.00—0.50）mol/L=0.50mol/L，则v(N2O5) ＝=0.25 molL-1min-1，由化学反应速率之比等于化学计量数之比可得v(NO2) ＝2v(N2O5) ＝×2=0.5molL-1min-1，故答案为：0.5；

（3）由D电极上有红色物质析出可知，甲池为燃料电池，通入二氧化氮的一极为负极，则A极通入二氧化氮，在酸性条件下，二氧化氮在负极失去电子发生氧化反应生成硝酸，电极反应式为NO2－e-＋H2O=NO3-＋2H＋；电解硫酸铜溶液的化学方程式为2CuSO4+2H2O， 2Cu↓+O2↑+2H2SO4，由方程式可知反应后只问需要加入CuO或CuCO3就可以使溶液复原，加入Cu（OH）2使溶液复原说明电解过程中先电解硫酸铜溶液，硫酸铜溶液完全电解后还继续电解了部分水，电解时，阳极始终是OH－放电，电极反应式为4OH—－4e—=2H2O+O2↑，氢氧化铜是0.2mol，则根据氧原子守恒可知，反应中转移的电子是0.2mol×2×2＝0.8mol，故答案为：NO2；NO2－e-＋H2O=NO3-＋2H＋；0.8 mol；

（4）①b点时，N2的体积分数最大，则反应物的物质的量之比接近等于化学计量数之比，由化学方程式可知，C、N原子个数之比接近1:1，故答案为：1:1；

②增大反应物CO的浓度，平衡向正反应方向移动，NO的转化率增大，CO的转化率减小，由图可知，的值增大， a、b、c三点CO的转化率呈减小趋势，则a>b>c；该反应为放热反应，升高温度，平衡向逆反应方向移动，化学平衡常数减小，由图可知，N2的体积分数T1>T2，则反应温度T2>T1，温度不变平衡常数不变，a、c的反应温度相同，并小于d，则平衡常数a＝c>d，故答案为：a>b>c；a＝c>d；

③若＝0.8，设CO的体积为0.8L，NO体积为1L，CO的转化率为a，由题意建立如下三段式：

由N2的体积分数为20%可得=0.2，解得a=0.75，则CO的转化率为75%，故答案为：75%。