题目内容
【题目】在一个容积不变的密闭容器中,发生反应:2NO(g)+O2(g)
2NO2(g)
(1)当n(NO):n(O2)=4:1时,O2的转化率随时间的变化关系如下图所示。
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①A点的逆反应速率v逆(O2)_____B点的正反应速率v正(O2)(填“大于”、“小于”或“等于” )。
②NO的平衡转化率为______;当达到B点后往容器中再以4:1 加入些NO和 O2,当达到新平衡时,则NO的百分含量 B点NO的百分含量(填“大于”、“小于”或“等于” )。
③到达B点后,下列关系正确的是( )
A.容器内气体颜色不再变化 | B.v正(NO)="2" v正(O2) |
C.气体平均摩尔质量在此条件下达到最大 | D.容器内气体密度不再变化 |
(2)在下图1和图2中出现的所有物质都为气体,分析图1和图2,可推测:4NO(g)+3O2(g)=2N2O5(g) △H= 。
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(3)降低温度,NO2(g)将转化为N2O4(g),以N2O4、O2、熔融NaNO3组成的燃料电池装置如右图所示,在使用过程中石墨I电极反应生成一种氧化物Y,Y为 ,有关石墨I电极反应式可表示为: 。
【答案】(每空2分)(1)①小于 ② 30% 小于 ③ ABCD【漏选一个扣一分,扣完为止】
(2)-787kJ/mol【-、单位漏掉无分】 (3)N2O5;N2O4+2NO3—-2e- =2N2O5【系数加倍也给分】
【解析】试题
(1)①A点没有达到平衡状态,正反应速率大于逆反应速率。B点反应达到平衡状态,正逆反应速率相等,因此A点的逆反应速率v逆(O2)小于B点的正反应速率v正(O2)。
②平衡时氧气的转化率是0.6,消耗氧气是0.6nmol,根据方程式可知同时消耗NO是1.2nmol,所以NO的平衡转化率为
;当达到B点后往容器中再以4:1 加入些NO和 O2,相当于增大压强,平衡向体积减小的正反应方向进行,因此当达到新平衡时,则NO的百分含量小于B点NO的百分含量。
③到达B点后,反应达到平衡状态,则A.物质的浓度不再发生变化,所以容器内气体颜色不再变化,A正确;B.平衡时正逆反应速率相等,则v正(NO)="2" v正(O2,B正确;C.平均相对分子质量是气体的质量与气体总物质的量的比值,正方应是体积减小的,所以气体平均摩尔质量在此条件下达到最大,C正确;D.气体的质量和容器的容积均不变,则容器内气体密度不再变化,D正确,答案选ABCD。
(2)根据图1和图2可知反应的热化学方程式分别是①NO(g)+1/2O2(g)=NO2(g)△H=143kJ/mol-287kJ/mol=-144kJ/mol,②4NO2(g)+O2(g)=2N2O5(g) △H=372kJ/mol-583kJ/mol=-211kJ/mol,所以根据盖斯定律可知①×4+②即得到4NO(g)+3O2(g)=2N2O5(g)△H=-787kJ/mol。
(3)氧气在正极通入,石墨Ⅱ是正极,石墨I是负极,N2O4失去电子转化为)N2O5,电极反应式为N2O4+2NO3—-2e- =2N2O5。