题目内容
（1）80℃时，将0.40mol的N2O4气体充入2L已经抽空的固定容积的密闭容器中，发生如下反应：N2O4（g）?2NO2（g）△H＞0，隔一段时间对该容器内的物质进行分析，得到如下数据：
①计算20s～40s内用N2O4表示的平均反应速率为
②计算在80℃时该反应的平衡常数K= ；
③反应进行至100s后将反应混合物的温度降低，混合气体的颜色（填“变浅”、“变深”或“不变”） ；
④要增大该反应的K值，可采取的措施有（填序号）
A．增大N2O4的起始浓度 B．向混合气体中通入NO2
C．使用高效催化剂 D．升高温度
（2）氧化还原反应中实际上包含氧化和还原两个过程．下面是一个还原过程的反应式：
NO3-+4H++3e→NO+2H2O，从KMnO4、Na2CO3、Cu2O、Fe2（SO4）3这四种物质中选出一种物质（甲），甲物质能使上述还原过程发生．
①写出并配平该氧化还原反应的方程式：
②反应中若产生0.2mol气体，则转移电子的物质的量是 mol．
③若1mol甲与某浓度硝酸反应时，被还原硝酸的物质的量增加，原因是： ．
（3）北京奥运会“祥云”火炬燃料是丙烷（C3H8），亚特兰大奥运会火炬燃料是丙烯（C3H6）．
①丙烷脱氢可得丙烯．
已知：C3H8（g）?CH4（g）+HC≡CH（g）+H2（g）△H1=+156.6kJ?mol-1
CH3CH=CH2（g）?CH4（g）+HC≡CH（g）△H2=+32.4kJ?mol-1
则相同条件下，反应C3H8（g）?CH3CH=CH2（g）+H2（g）的△H= kJ?mol-1
②以丙烷为燃料制作新型燃料电池，电池的正极通入O2和CO2，负极通入丙烷，电解质是熔融碳酸盐．电池反应方程式为 ；放电时，CO32-移向电池的 （填“正”或“负”）极．
③常温下，0.1mol?L-1NaHCO3溶液的pH大于8，则溶液c（H2CO3） c（CO32-）（填“＞”、“=”或“＜”），原因是 （用文字说明）．
| 时间（s） n（mol） | 0 | 20 | 40 | 60 | 80 | 100 |
| n（N2O4） | 0.40 | a | 0.20 | c | d | e |
| n（NO2） | 0.00 | 0.24 | b | 0.52 | 0.60 | 0.60 |
②计算在80℃时该反应的平衡常数K=
③反应进行至100s后将反应混合物的温度降低，混合气体的颜色（填“变浅”、“变深”或“不变”）
④要增大该反应的K值，可采取的措施有（填序号）
A．增大N2O4的起始浓度 B．向混合气体中通入NO2
C．使用高效催化剂 D．升高温度
（2）氧化还原反应中实际上包含氧化和还原两个过程．下面是一个还原过程的反应式：
NO3-+4H++3e→NO+2H2O，从KMnO4、Na2CO3、Cu2O、Fe2（SO4）3这四种物质中选出一种物质（甲），甲物质能使上述还原过程发生．
①写出并配平该氧化还原反应的方程式：
②反应中若产生0.2mol气体，则转移电子的物质的量是
③若1mol甲与某浓度硝酸反应时，被还原硝酸的物质的量增加，原因是：
（3）北京奥运会“祥云”火炬燃料是丙烷（C3H8），亚特兰大奥运会火炬燃料是丙烯（C3H6）．
①丙烷脱氢可得丙烯．
已知：C3H8（g）?CH4（g）+HC≡CH（g）+H2（g）△H1=+156.6kJ?mol-1
CH3CH=CH2（g）?CH4（g）+HC≡CH（g）△H2=+32.4kJ?mol-1
则相同条件下，反应C3H8（g）?CH3CH=CH2（g）+H2（g）的△H=
②以丙烷为燃料制作新型燃料电池，电池的正极通入O2和CO2，负极通入丙烷，电解质是熔融碳酸盐．电池反应方程式为
③常温下，0.1mol?L-1NaHCO3溶液的pH大于8，则溶液c（H2CO3）
考点：化学平衡的计算,氧化还原反应,用盖斯定律进行有关反应热的计算,化学电源新型电池,化学平衡的影响因素,离子浓度大小的比较
专题：氧化还原反应专题,化学反应中的能量变化,化学平衡专题
分析：（1）①先根据二氧化氮物质的量计算20s内反应的四氧化二氮的物质的量，进而计算20s时容器内四氧化二氮的物质的量，再计算20s～40s参加反应的四氧化二氮的物质的量，再根据速率定义式计算四氧化二氮的平均反应速率；
②利用三行式计算该反应的平衡常数K；
③该反应正反应是吸热反应，降低温度平衡向逆反应方向移动，NO2浓度减小；
④若使K值变小，需使平衡向逆反应方向移动；
（2）①根据物质中的元素的化合价处于低价时具有还原性，再根据电子守恒及质量守恒定律来配平化学反应方程式；
②利用化合价变化分析转移的电子数；
③根据浓硝酸被还原的产物及氧化还原反应来分析原因；
（3）①依据热化学方程式和盖斯定律计算得到；
②负极通入丙烷，碳元素的化合价升高，电池的正极通入O2，氧元素的化合价降低，以此来书写电池总反应方程式；
③0.1mol?L-1NaHCO3溶液的pH大于8，说明碳酸氢根离子的水解程度大于电离程度．
②利用三行式计算该反应的平衡常数K；
③该反应正反应是吸热反应，降低温度平衡向逆反应方向移动，NO2浓度减小；
④若使K值变小，需使平衡向逆反应方向移动；
（2）①根据物质中的元素的化合价处于低价时具有还原性，再根据电子守恒及质量守恒定律来配平化学反应方程式；
②利用化合价变化分析转移的电子数；
③根据浓硝酸被还原的产物及氧化还原反应来分析原因；
（3）①依据热化学方程式和盖斯定律计算得到；
②负极通入丙烷，碳元素的化合价升高，电池的正极通入O2，氧元素的化合价降低，以此来书写电池总反应方程式；
③0.1mol?L-1NaHCO3溶液的pH大于8，说明碳酸氢根离子的水解程度大于电离程度．
解答：
解：（1）①20s时△n（NO2）=0.24mol，故△n（N2O4）=
△n（NO2）=
×0.24mol=0.12mol，所以a=0.4mol-0.12mol=0.28mol，故20s～40s参加反应的四氧化二氮的物质的量为0.28mol-0.2mol=0.08mol，所以20s-40s内用N2O4表示的平均反应速率为
=0.002mol/（L?S），
故答案为：0.002mol/（L?S）；
②结合化学平衡三段式列式计算
N2O4（g）═2NO2（g）
起始量（mol） 0.4 0
变化量（mol） 0.3 0.6
平衡量（mol） 0.1 0.6
平衡常数K=
=1.8mol/L；
故答案为：1.8mol/L；
③该反应正反应是吸热反应，降低温度平衡向逆反应方向移动，NO2浓度减小，气体的颜色变浅，
故答案为：变浅；
④该反应释放热的，使K值变小，需要加热，K只受温度的影响，和浓度无关，故选D；
（2）KMnO4、Na2CO3、Fe2（SO4）3中Mn、C、Fe元素都处在最高价，则具有氧化性，只有Cu2O中Cu处在较低价，则具有还原性，在NO3-+4H++3e→NO+2H2O中发生的氧化剂被还原的反应，则该氧化还原反应为Cu2O+HNO3→NO↑+Cu（NO3）2+H2O，Cu元素由+1价升高到+2价，N元素由+5价降低到+2价，由电子守恒及质量守恒定律，配平的化学反应为3Cu2O+14HNO3═2NO↑+6Cu（NO3）2+7H2O，故答案为：3Cu2O+14HNO3═2NO↑+6Cu（NO3）2+7H2O；
②由反应可知，NO为0.2mol，由2NO～6e-则，0.2molNO生成时转移的电子数为0.6mol，故答案为：0.6mol；
③Cu2O+6HNO3（浓）═2Cu（NO3）2+2NO2↑+3H2O，14HNO3+3Cu2O═6Cu（NO3）2+2NO↑+7H2O，将第二个式子系数除以3得到
HNO3+Cu2O═2Cu（NO3）2+
NO↑+
H2O，可知用稀硝酸氧化1molCu2O需要
mol硝酸作氧化剂，用浓硝酸需要2mol硝酸作氧化剂，质量当然增加，
故答案为：使用了较浓的硝酸，产物中有部分二氧化氮生成；
（3）①C3H8（g）→CH4（g）+HC≡CH（g）+H2（g）△H1=156.6kJ?mol-1
②CH3CH=CH2（g）→CH4（g）+HC≡CH（g）△H2=32.4kJ?mol-1
依据盖斯定律①-②得到C3H8（g）→CH3CH=CH2（g）+H2（g）△H=+124.2KJ/mol
则相同条件下，反应C3H8（g）→CH3CH=CH2（g）+H2（g）△H=+124.2KJ/mol；
故答案为：+124.2；
②负极通入丙烷，碳元素的化合价升高，电池的正极通入O2，氧元素的化合价降低，即丙烷与氧气反应生成二氧化碳和水，则电池的总反应为C3H8+5O2═3CO2+4H2O，原电池中阴离子向负极移动，即CO32-移向电池的负极，故答案为：C3H8+5O2═3CO2+4H2O（2分）；负；
③常温下，0.1mol?L-1NaHCO3溶液的pH大于8，说明HCO3-水解程度大于其电离程度，故c（H2CO3）＞c（CO32-），故答案为：＞；HCO3-的水解程度大于电离程度．
| 1 |
| 2 |
| 1 |
| 2 |
| ||
| 20s |
故答案为：0.002mol/（L?S）；
②结合化学平衡三段式列式计算
N2O4（g）═2NO2（g）
起始量（mol） 0.4 0
变化量（mol） 0.3 0.6
平衡量（mol） 0.1 0.6
平衡常数K=
(
| ||
|
故答案为：1.8mol/L；
③该反应正反应是吸热反应，降低温度平衡向逆反应方向移动，NO2浓度减小，气体的颜色变浅，
故答案为：变浅；
④该反应释放热的，使K值变小，需要加热，K只受温度的影响，和浓度无关，故选D；
（2）KMnO4、Na2CO3、Fe2（SO4）3中Mn、C、Fe元素都处在最高价，则具有氧化性，只有Cu2O中Cu处在较低价，则具有还原性，在NO3-+4H++3e→NO+2H2O中发生的氧化剂被还原的反应，则该氧化还原反应为Cu2O+HNO3→NO↑+Cu（NO3）2+H2O，Cu元素由+1价升高到+2价，N元素由+5价降低到+2价，由电子守恒及质量守恒定律，配平的化学反应为3Cu2O+14HNO3═2NO↑+6Cu（NO3）2+7H2O，故答案为：3Cu2O+14HNO3═2NO↑+6Cu（NO3）2+7H2O；
②由反应可知，NO为0.2mol，由2NO～6e-则，0.2molNO生成时转移的电子数为0.6mol，故答案为：0.6mol；
③Cu2O+6HNO3（浓）═2Cu（NO3）2+2NO2↑+3H2O，14HNO3+3Cu2O═6Cu（NO3）2+2NO↑+7H2O，将第二个式子系数除以3得到
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| 3 |
| 2 |
| 3 |
| 7 |
| 3 |
| 2 |
| 3 |
故答案为：使用了较浓的硝酸，产物中有部分二氧化氮生成；
（3）①C3H8（g）→CH4（g）+HC≡CH（g）+H2（g）△H1=156.6kJ?mol-1
②CH3CH=CH2（g）→CH4（g）+HC≡CH（g）△H2=32.4kJ?mol-1
依据盖斯定律①-②得到C3H8（g）→CH3CH=CH2（g）+H2（g）△H=+124.2KJ/mol
则相同条件下，反应C3H8（g）→CH3CH=CH2（g）+H2（g）△H=+124.2KJ/mol；
故答案为：+124.2；
②负极通入丙烷，碳元素的化合价升高，电池的正极通入O2，氧元素的化合价降低，即丙烷与氧气反应生成二氧化碳和水，则电池的总反应为C3H8+5O2═3CO2+4H2O，原电池中阴离子向负极移动，即CO32-移向电池的负极，故答案为：C3H8+5O2═3CO2+4H2O（2分）；负；
③常温下，0.1mol?L-1NaHCO3溶液的pH大于8，说明HCO3-水解程度大于其电离程度，故c（H2CO3）＞c（CO32-），故答案为：＞；HCO3-的水解程度大于电离程度．
点评：本题考查了化学反应速率、平衡移动、外界条件对化学平衡的影响图象以及热化学、电化学的有关知识，综合性强，题目难度不大．
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