Question

Ⅰ．已知下列反应的热化学方程式为：
（1）C（s）+O_2（g）═CO_2（g）△H₁=-393.5kJ/mol
（2）CH₃COOH（l）+2O₂（g）═2CO₂（g）+2H₂O（l）△H₂=-870.3kJ/mol
（3）2H₂（g）+O₂（g）═2H₂O（l）△H₃=-571.6kJ/mol
请计算：2C（s）+2H₂（g）+O₂（g）═CH₃COOH（l）△H₄=

 

．
Ⅱ．在某温度下，物质（t-BuNO）₂在正庚烷或CCl₄溶剂中均可以发生反应：
（t-BuNO）₂?2（t-BuNO）．该温度下该反应在CCl₄溶剂中的平衡常数为1.4．
（1）向1L正庚烷中加入0.50mol（t-BuNO）₂，10min时反应达平衡，此时（t-BuNO）₂的平衡转化率为60%（假设反应过程中溶液体积始终为1L）．反应在前10min内的平均速率为ν（t-BuNO）=

 

．列式计算上述反应的平衡常数K=

 

．
（2）有关反应：（t-BuNO）₂?2（t-BuNO）的叙述正确的是

 

A．压强越大，反应物的转化率越大
B．温度升高，该平衡一定向右移动
C．溶剂不同，平衡常数K值不同
（3）通过比色分析得到40℃时（t-BuNO）₂和（t-BuNO）浓度随时间的变化关系的几组数据如下表所示，请在同一图中绘出（t-BuNO）₂和（t-BuNO）浓度随时间的变化曲线．

时间（min）	0	1	3	5	7	9	11
c（t-BuNO）2 mol/L	0.05	0.03	0.01	0.005	0.003	0.002	0.002
c（t-BuNO） mol/L	0	0.04	0.08	0.07	0.094	0.096	0.096

Ⅲ．甲醇燃料电池的电解质溶液是KOH溶液．则通甲醇的电极反应式为

 

．若通空气的电极上有32g O₂参加反应，则反应过程中转移了

 

mol e^-．

Answer 1

考点：用盖斯定律进行有关反应热的计算,常见化学电源的种类及其工作原理,化学平衡常数的含义,化学平衡的计算

专题：化学平衡专题,电化学专题

分析：Ⅰ、利用盖斯定律解答，从待求反应出发，分析待求反应中的反应物和生成物在已知反应中的位置，通过相互加减可得．
Ⅱ、（1）用三段式法，求出△c可得v（t-BuNO）；K也需三段式法求解．
（2）注意物质的状态，利用题给在CCl₄中的K值和求得在正庚烷中的K值比较即可．
（3）画图时注意起点、拐点和终点，9min时反应达到平衡状态．
Ⅲ、燃料电池电极反应式书写，注意电解质溶液可以与CO₂反应；1mol氧气反应转移4mol电子．

解答： 解：Ⅰ、已知
（1）C（s）+O_2（g）═CO_2（g）△H₁=-393.5kJ/mol
（2）CH₃COOH（l）+2O₂（g）═2CO₂（g）+2H₂O（l）△H₂=-870.3kJ/mol
（3）2H₂（g）+O₂（g）═2H₂O（l）△H₃=-571.6kJ/mol
据盖斯定律，（1）×2-（2）+（3）得：
2C（s）+2H₂（g）+O₂（g）═CH₃COOH（l）△H₄=（-393.5kJ/mol）×2-（-870.3kJ/mol）+（-571.6kJ/mol）=-488.3kJ/mol
故答案为：-488.3kJ/mol；
Ⅱ（1）△n（t-BuNO）=0.50mol×60%×2=0.6mol，v（t-BuNO）=

△n(t-BuNO) V

△t

=

0.6mol 1L

10min

=0.06mol?L^-1?min^-1
当（t-BuNO）₂的起始浓度（c₀）为0.50mol?L^-1时，实验测得平衡转化率（α）是60%，
则              （t-BuNO）₂ 2（t-BuNO）
开始浓度（mol?L^-1） 0.5                 0
转化浓度（mol?L^-1） 0.5×60%        0.5×60%×2
平衡浓度（mol?L^-1） 0.5×（1-60%）  0.5×60%×2
K=

c2(t-BuNO)

c(t-BuNO)

=

(0.6mol/L)2

0.2mol/L

=1.8mol/L
故答案为：0.06mol?L^-1?min^-1；1.8mol/L
（2）A、因为该反应在溶液中进行，无气体参与反应，所以压强的变化对平衡移动无影响，故A错误；
B、不知道该反应是放热还是吸热，故B错误；
C、在CCl₄溶剂中的平衡常数为1.4，在正庚烷中的K值为1.8，故C正确．
故选C；
（3）从表中数据可见，t-BuNO的浓度从0开始，9min时达到平衡，浓度变为0.096mol/L，（t-BuNO）₂的浓度从0.05mol/L开始，9min时变为0.002mol/L达到平衡，平衡后，各自的浓度不再变化，如图所示：，
故答案为：；


Ⅲ、甲醇燃料电池在碱性环境中的总反应方程式为2CH₄O+3O₂+4OH^-→2CO₃^2-+6H₂O
碱性环境中，正极的电极反应式为O₂+4e-+2H₂O═4OH^-
则负极的电极反应式=总反应式-正极反应式，
CH₃OH+8OH^--6 e^-=CO₃^2-+6H₂O
从正极反应式O₂+4e-+2H₂O═4OH^-可见，每有1mol氧气反应转移4mol电子，
故答案为：CH₃OH+8OH^--6 e^-=CO₃^2-+6H₂O；4．

点评：本题考查全面，题目跨度大，有一定的难度，适合高三后期复习使用．