题目内容
工业制硝酸的主要反应为：4NH3（g）+5C2（g）?4NO（g）+6H2O（g）△H．
（1）已知氢气的燃烧热为285.8kJ/mol．
N2（g）+3H2（g）═2NH3（g）△H=-92.4kJ/mol；
H2O（l）═H2O（g）△H=+44.0kJ/mol；
N2（g）+O2（g）═2NO（g）△H=+180.6kJ/mol．
则上述工业制硝酸的主要反应的△H=
（2）在容积固定的密闭容器中发生上述反应，容器内部分物质的物质的量浓度如下表：
| 浓度 | c（NH3）（mol/L） | c（O2）（mol/L） | c（NO）（mol/L） |
| 时间 | |||
| 起始 | 0.8 | 1.6 | 0 |
| 第2min | 0.6 | a | 0.2 |
| 第4min | 0.3 | 0.975 | 0.5 |
| 第6min | 0.3 | 0.975 | 0.5 |
| 第8min | 0.7 | 1.475 | 0.1 |
②反应在第6min时改变了条件，改变的条件可能是
A．使用催化剂 B．升高温度 C．减小压强 D．增加O2的浓度
③下列说法中能说明4NH3（g）+5O2（g）?4NO（g）+6H2O（g）达到平衡状态的是
A．单位时间内生成n mol NO的向时，生成n mol NH3
B．条件一定，混合气体的平均相对分子质量不再变化
C．百分含量w（NH3）=w（NO）
D．反应速率v（NH3）：v（O2）：v（NO）：v（H2O）=4：5：4：6
E．若在恒温恒压下容积可变的容器中反应，混合气体的密度不再变化
（3）某研究所组装的CH3OH-O2燃料电池的工作原理如图1所示．
①该电池工作时，b口通入的物质为
②该电池正极的电极反应式为：
③以此电池作电源，在实验室中模拟铝制品表面“钝化”处理（装置如图2所示）的过程中，发现溶液逐渐变浑浊并有气泡产生，其原因可能是
考点：反应速率的定量表示方法,反应热和焓变,常见化学电源的种类及其工作原理,化学平衡的影响因素,化学平衡状态的判断
专题：基本概念与基本理论
分析：（1）根据盖斯定律结合已知方程式求算；
（2）①根据氨气的浓度变化求出氨气的速率，再求氧气的速率；
②先分析图表，再根据外界对化学平衡的影响分析；
③根据达到平衡状态，正逆反应速率相等，各组分的浓度、百分含量不再变化，据此进行判断；
（3）①在甲醇燃料电池中，燃料甲醇作负极，发生失电子的氧化反应；
②氧气作正极，发生得电子的还原反应；
③根据电解池的工作原理和双水解原理知识来回答．
（2）①根据氨气的浓度变化求出氨气的速率，再求氧气的速率；
②先分析图表，再根据外界对化学平衡的影响分析；
③根据达到平衡状态，正逆反应速率相等，各组分的浓度、百分含量不再变化，据此进行判断；
（3）①在甲醇燃料电池中，燃料甲醇作负极，发生失电子的氧化反应；
②氧气作正极，发生得电子的还原反应；
③根据电解池的工作原理和双水解原理知识来回答．
解答：
解：（1）已知反应：①O2（g）+2H2（g）═2H2O（l）△H=-571.6kJ/mol．
②N2（g）+3H2（g）═2NH3（g）△H=-92.4kJ/mol；
③H2O（l）═H2O（g）△H=+44.0kJ/mol；
④N2（g）+O2（g）═2NO（g）△H=+180.6kJ/mol；
由盖斯定律：3×①-2×②+6×③+2×④得到方程 4NH3（g）+5O2（g）?4NO（g）+6H2O（g），
则△H=-571.6×3+92.4×2+44×6+180.6×2=-904.8KJ/mol，
故答案为：-904.8KJ/mol；
（2）①氨气的平均化学反应速率为v=
=
=0.15 mol/L．min，同一化学反应同一时间段内，各物质的反应速率之比等于计量数之比，所以氧气的平均化学反应速率为：0.15 mol/（L．min）×
=0.1875mol/（L．min），
故答案为：0.1875mol/（L．min）；
②通过图表比较第6min和第8min时知，反应物和生成物的反应速率都增大，而且反应物浓度增大，生成物浓度减小，平衡逆移，所以改变的条件是升高温度，故B正确；
故答案为：B；
③A．单位时间内生成n mol NO为正速率，生成n mol NH3为逆速率，而且正逆速率之比等于化学计量数之比，所以能说明反应达到了平衡状态，故A正确；
B．该反应是体积增大的反应，气体的总物质的量逐渐增大，气体的质量不变，则气体平均相对分子质量减小，若容器中气体平均摩尔质量不变，说明正逆反应速率相等，达到了平衡状态，故B正确；
C．百分含量w（NH3）=w（NO），不能说明反应物或生成物的浓度不再变化，所以无法判断是否达到平衡状态，故C错误；
D．反应速率v（NH3）：v（O2）：v（NO）：v（H2O）=4：5：4：6，反应开始后始终成立，不能说明反应达到平衡状态，故D错误；
E．该反应是体积增大的反应，反应过程中气体的质量不变，所以气体的密度逐渐减小，当密度不变了，说明反应达到了平衡状态，故E正确；
故答案为：ABE；
（3）①根据装置可以知道d处生成大量的水，所以c电极是通入的氧气，b口通入的物质为甲醇，故答案为：CH3OH；
②d处生成大量的水，所以c电极是通入的氧气，为正极，发生电极反应为：O2+4e-+4H+=2H2O，故答案为：O2+4e-+4H+=2H2O；
③在电解池中，金属铝为阳极，发生电极反应：Al-3e-=Al3+，铝离子会和碳酸氢根离子之间发生双水解反应生成氢氧化铝沉淀和二氧化碳，即Al3++3HCO3-=Al（OH）3↓+3CO2↑，溶液逐渐变浑浊，故答案为：Al-3e-=Al3+、Al3++3HCO3-=Al（OH）3↓+3CO2↑；
②N2（g）+3H2（g）═2NH3（g）△H=-92.4kJ/mol；
③H2O（l）═H2O（g）△H=+44.0kJ/mol；
④N2（g）+O2（g）═2NO（g）△H=+180.6kJ/mol；
由盖斯定律：3×①-2×②+6×③+2×④得到方程 4NH3（g）+5O2（g）?4NO（g）+6H2O（g），
则△H=-571.6×3+92.4×2+44×6+180.6×2=-904.8KJ/mol，
故答案为：-904.8KJ/mol；
（2）①氨气的平均化学反应速率为v=
| △c |
| △t |
| (0.6000-0.3000)mol/L |
| 2min |
| 5 |
| 4 |
故答案为：0.1875mol/（L．min）；
②通过图表比较第6min和第8min时知，反应物和生成物的反应速率都增大，而且反应物浓度增大，生成物浓度减小，平衡逆移，所以改变的条件是升高温度，故B正确；
故答案为：B；
③A．单位时间内生成n mol NO为正速率，生成n mol NH3为逆速率，而且正逆速率之比等于化学计量数之比，所以能说明反应达到了平衡状态，故A正确；
B．该反应是体积增大的反应，气体的总物质的量逐渐增大，气体的质量不变，则气体平均相对分子质量减小，若容器中气体平均摩尔质量不变，说明正逆反应速率相等，达到了平衡状态，故B正确；
C．百分含量w（NH3）=w（NO），不能说明反应物或生成物的浓度不再变化，所以无法判断是否达到平衡状态，故C错误；
D．反应速率v（NH3）：v（O2）：v（NO）：v（H2O）=4：5：4：6，反应开始后始终成立，不能说明反应达到平衡状态，故D错误；
E．该反应是体积增大的反应，反应过程中气体的质量不变，所以气体的密度逐渐减小，当密度不变了，说明反应达到了平衡状态，故E正确；
故答案为：ABE；
（3）①根据装置可以知道d处生成大量的水，所以c电极是通入的氧气，b口通入的物质为甲醇，故答案为：CH3OH；
②d处生成大量的水，所以c电极是通入的氧气，为正极，发生电极反应为：O2+4e-+4H+=2H2O，故答案为：O2+4e-+4H+=2H2O；
③在电解池中，金属铝为阳极，发生电极反应：Al-3e-=Al3+，铝离子会和碳酸氢根离子之间发生双水解反应生成氢氧化铝沉淀和二氧化碳，即Al3++3HCO3-=Al（OH）3↓+3CO2↑，溶液逐渐变浑浊，故答案为：Al-3e-=Al3+、Al3++3HCO3-=Al（OH）3↓+3CO2↑；
点评：本题考查了盖斯定律的应用、反应速率的计算、化学平衡的影响因素、平衡状态的判断、图表数据应用判断、原电池原理等，难度较大，掌握理解概念和有关原理是解题关键．
练习册系列答案
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滴加新制氯水后，下列各组离子可能大量存在的是（ ）
| A、Fe3+、Cl-、NO3- |
| B、Na+、HCO3-、SO42- |
| C、Ag+、NH4+、NO3- |
| D、Na+、SO32-、SO42- |
下列离子在溶液中能大量共存的一组是（ ）
| A、Fe3+、H+、ClO-、SO32- |
| B、K+、Al3+、Cl-、CO32- |
| C、Al3+、NH4+、Cl-、SO42- |
| D、Na+、Ca2+、HCO3-、OH- |
下列热化学方程式书写正确的是（△H的绝对值均正确）（ ）
A、C（s）+
| ||
| B、2H2O（g）=2H2（g）+O2（g）△H=+483.6 kJ?mol-1（反应热） | ||
| C、C2H5OH+3O2=2CO2+3H2O△H=-1368.8 kJ?mol-1（反应热） | ||
| D、2NaOH（aq）+H2SO4（aq）=Na2SO4（aq）+2H2O（l）△H=-114.6 kJ?mol-1（中和热） |