Question

3．研究含氮、碳化合物的性质对它们的综合利用有重要意义．
（1）反应NO+O₃=NO₂+O₂，若生成11.2L O₂（标准状况）时，转移电子的物质的量是1mol
（2）硝化法是一种古老的生产硫酸的方法，同时实现了氮氧化物的循环转化，主要反应为：NO₂（g）+SO₂（g）?SO₃（g）+NO（g）△H=-41.8kJ•mol^-1
已知：2SO₂（g）+O₂（g）?2SO₃（g）△H=-196.6kJ•mol^-1
写出NO和O₂反应生成NO₂的热化学方程式2NO（g）+O₂（g）=2NO₂（g）△H=-113.0 kJ•mol^-1
（3）N₂H₄（肼或联氨）燃料电池（产生稳定、无污染的物质）原理如图1所示．M电极发生的电极反应式
为N₂H₄-4e^-=N₂↑+4H⁺

（4）已知CO （g）+H₂O （g）?H₂ （g）+CO₂ （g）△H＞0
①一定条件下反应达到平衡状态后，若改变反应的某个条件，下列变化能说明平衡一定向正反应方向移动的是C（填写字母）
A．逆反应速率先增大后减小    B．H₂O （g）的体积百分含量减小
C．CO的转化率增大           D．容器中$\frac{c（C{O}_{2}）}{c（CO）}$的值减小
②在某压强下，上述反应在不同温度、不同投料比时，CO的转化率如图2所示．则K_A、K_B、K_C三者之间的大小关系为K_A=K_C＞K_B．
T₁温度下，将1molCO和4mol H₂O （g）充入2L的密闭容器中，5min后反应达到平衡状态，则0～5min内的平均反应速率v（CO）=0.08mol•L^-1•min^-1；若保持其他条件不变，向平衡体系中再通入1molCO和1molCO₂，此时v_（正）＞v_（逆）（填“＞”、“=”或“＜”）

Answer 1

分析 （1）化合价升高值=化合价降低值=转移电子数，根据化合价的变化来确定电子转移数目；
（2）A、NO₂（g）+SO₂（g）=SO₃（g）+NO（g）△H=-41.8kJ•mol^-1；B、2SO₂（g）+O₂（g）=2SO₃（g）△H=-196.6kJ•mol^-1，则反应：2NO（g）+O₂（g）=2NO₂（g）可以看成是B-2A得到的，根据盖斯定律结合热化学方程式的书写来回答；
（3）由氢离子的移动方向可知，M区为负极，发生失电子的氧化反应；
（4）①A．逆反应速率先增大后减小，可能是增大生成物浓度；
B．H₂的转化率增大，平衡一定正向移动；
C．反应物的体积百分含量减小，可能是增大生成物浓度等；
D．容器中的二氧化碳和氢气浓度比值变小，可能是减小二氧化碳的物质的量．
②根据平衡常数仅与温度有关，温度不变，平衡常数不变，T₁温度下，根据平均反应速率v（CO）=$\frac{△c}{△t}$来计算，根据Qc和K的关系判断反应的方向．

解答 解：（1）NO+O₃═NO₂+O₂，生成1mol氧气转移电子是2mol，生成11.2L即0.5mol O₂（标准状况）时，转移电子的物质的量是1mol，故答案为：1；
（2）已知：A、NO₂（g）+SO₂（g）=SO₃（g）+NO（g）△H=-41.8kJ•mol^-1；
B、2SO₂（g）+O₂（g）=2SO₃（g）△H=-196.6kJ•mol^-1，则反应：2NO（g）+O₂（g）=2NO₂（g）可以看成是B-2A得到的，所以该反应的△H=-196.6kJ•mol^-1-2（-41.8kJ•mol^-1）=-113.0 kJ•mol^-1，故答案为：2NO（g）+O₂（g）=2NO₂（g）△H=-113.0 kJ•mol^-1；
（3）由氢离子的移动方向可知，M区为负极，发生的电极反应式为N₂H₄-4e^-=N₂↑+4H⁺，故答案为：N₂H₄-4e^-=N₂↑+4H⁺；
（4）①A．逆反应速率先增大后减小，可能是增大生成物浓度，平衡逆向移动，故A错误；
B．H₂O（g）的体积百分含量减小，可能是增大生成物浓度，平衡不一定正向移动，故B错误；
C．CO的转化率增大，平衡正向移动，故C正确；
D．容器中的二氧化碳和氢气浓度比值变小，可能是减小二氧化碳的物质的量，平衡逆向移动，故D错误，
故选：C；
②平衡常数仅与温度有关，温度不变，平衡常数不变，所以K_A=K_C，反应是吸热反应，所以升高温度，平衡正向移动，CO的转化率增加，T₂＜T₁，温度越高，K越大，所以K_A=K_C＞K_B，T₁温度下，将1molCO和4mol H₂O （g）充入2L的密闭容器中，5min后反应达到平衡状态，此时CO的转化率是80%，则0～5min内的平均反应速率v（CO）=$\frac{\frac{1mol}{2L}×80%}{5min}$=0.08mol•L^-1•min^-1，CO的平衡浓度是0.1mol/L，H₂O（g）的平衡浓度是1.6mol/L，H₂、CO₂ 的平衡浓度是0.4mol/L，
此时K=$\frac{0.4×0.4}{0.1×1.6}$=1，若保持其他条件不变，向平衡体系中再通入1molCO和1molCO₂，此时Qc=$\frac{0.4×0.9}{0.6×1.6}$＜1，即Qc＜K，所以v_（正）＞v_（逆），
故答案为：0.08mol•L^-1•min^-1；＞．

点评 本题考查化学平衡计算与影响因素、盖斯定律的应用、对图象分析提取信息能力等，较好的考查学生对知识的迁移应用．