题目内容
光气（COCl2）、联氨（N2H4）和H2O2具有重要的工业价值．Ⅰ．Cl2（g）+CO（g）?COCl2（g）△H=-108.0kJ/mol 为工业制备光气的一种方法．
（1）升高温度对该反应的影响为
（2）在温度和容积相同的三个密闭容器中，按不同方式投入反应物，测得相关数据如下表：
| 容器 | 反应物 投入的量 | 平衡时 n（Cl2）/mol | 达到平衡 所需时间/min | 平衡时 能量变化/kJ |
| 甲 | 1mol COCl2 | n1 | t1 | 吸热Q1 |
| 乙 | 2mol Cl2和2mol CO | n2 | t2 | 放热Q2 |
| 丙 | 2mol COCl2 | n3 | t3 | 吸热Q3 |
②t1
③乙容器中，n（Cl2）随时间变化的关系图象如图所示，请在图中画出丙容器中n（Cl2），随时间变化关系图象．
（3）T℃时，在2L的密闭容器中充入4mol光气，若同时发生的反应还有2CO（g）?2C（s）+O2（g），当反应达到平衡时，测得CO（g）和C（s）的物质的量分别为2mol和1mol，则该温度下，Cl2（g）+CO（g）?COCl2（g）的平衡常数K=
Ⅱ．T℃时，发生反应：N2H4（l）+2H2O2（l）?N2（g）+4H2O（l）△H＜0
（4）T℃时，向体积为2L的密闭容器中投入0.1mol N2H4（l）和0.1mol H2O2（l），平衡后，N2的物质的量浓度为c1；若其他条件不变，将容器容积缩小1L，重新达到平衡后，N2的物质的量浓度为c2，则c1
（5）H2O2和联氨（N2H4）可以制成新型碱性燃料电池，该电池高效、无污染．该电池负极的电极反应式为
考点：化学平衡的计算,原电池和电解池的工作原理,化学平衡的影响因素
专题：
分析：Ⅰ、（1）反应是放热，升温平衡逆向进行，影响化学反应速率的因素分析判断；
（2）①甲是投入1mol COCl2 吸热Q1，乙中若投入1mol Cl2和1mol CO，相同条件下达到和甲相同平衡状态，放热为Q1，乙中继续投入1mol Cl2和1mol CO达到平衡状态，放热Q1，依据化学方程式计算分析；
②丙中2mol COCl2浓度大于甲，反应速率快，达到平衡所需时间短；
③丙是逆向进行的反应，相同条件下和乙达到相同的平衡状态，氯气从0逐渐增多最后达到和乙相同的物质的量，达到平衡状态，据此画出曲线变化；
（3）依据化学平衡三段式列式计算，平衡常数等于生成物平衡浓度幂次方乘积除以反应物平衡浓度幂次方乘积；
Ⅱ、（4）该反应是一个反应前后气体体积增大的可逆反应，增大压强，平衡向气体体积减小的方向移动，则生成氮气的物质的量减小，但温度不变平衡常数不变，所以氮气物质的量减小的量等于容器体积减小的量，据此分析解答．
（5）H2O2和联氨（N2H4）可以制成新型碱性燃料电池，负极是肼失电子发生氧化反应生成氮气，结合电荷守恒书写电极反应．
（2）①甲是投入1mol COCl2 吸热Q1，乙中若投入1mol Cl2和1mol CO，相同条件下达到和甲相同平衡状态，放热为Q1，乙中继续投入1mol Cl2和1mol CO达到平衡状态，放热Q1，依据化学方程式计算分析；
②丙中2mol COCl2浓度大于甲，反应速率快，达到平衡所需时间短；
③丙是逆向进行的反应，相同条件下和乙达到相同的平衡状态，氯气从0逐渐增多最后达到和乙相同的物质的量，达到平衡状态，据此画出曲线变化；
（3）依据化学平衡三段式列式计算，平衡常数等于生成物平衡浓度幂次方乘积除以反应物平衡浓度幂次方乘积；
Ⅱ、（4）该反应是一个反应前后气体体积增大的可逆反应，增大压强，平衡向气体体积减小的方向移动，则生成氮气的物质的量减小，但温度不变平衡常数不变，所以氮气物质的量减小的量等于容器体积减小的量，据此分析解答．
（5）H2O2和联氨（N2H4）可以制成新型碱性燃料电池，负极是肼失电子发生氧化反应生成氮气，结合电荷守恒书写电极反应．
解答：
解：（1）Cl2（g）+CO（g）?COCl2（g）△H=-108.0kJ/mol，反应是放热反应，升高温度增大反应速率，但平衡逆向进行，降低了光气的产率；
故答案为：提高光气的合成速率，但降低了光气的产率；
（2）①依据化学平衡分析计算，设乙消耗氯气物质的量x，
Cl2（g）+CO（g）?COCl2（g）△H=-108.0kJ/mol
1 1 0 108KJ
乙消耗 x x x 108x
平衡 1-x 1-x x 108xKJ
甲逆向 0 0 1
1-x 1-x 1-x 108（1-x）KJ
平衡 1-x 1-x x
甲容器中吸热108（1-x），乙是放热108x，二者之和 为：108（1-x）+108x=108
乙投入2mol Cl2和2mol CO，则二者热量之和大于108KJ，即Q1+Q2＞108.0
故答案为：＞；
②丙中2mol COCl2浓度大于甲，反应速率快，达到平衡所需时间短，t1＞t3；
故答案为：＞；
③丙是逆向进行的反应，相同条件下和乙达到相同的平衡状态，氯气从0逐渐增多最后达到和乙相同的物质的量，达到平衡状态，据此画出曲线变化为；
，故答案为：
（3）T℃时，在2L的密闭容器中充入4mol光气，若同时发生的反应还有2CO（g）?2C（s）+O2（g），当反应达到平衡时，测得CO（g）和C（s）的物质的量分别为2mol和1mol，设消耗 COCl2（g）物质的量为x
COCl2（g）?Cl2（g）+CO（g）
起始量（mol） 4 0 0
变化量（mol） x x x
平衡量（mol） 4-x x x
2CO（g）?2C（s）+O2（g），
起始量 3 0 0
变化量 1 1 0.5
平衡量 2 1 0.5
x=3mol
则平衡浓度为 COCl2（g）为0.5mol/L，Cl2（g）为1.5mol/L，CO（g）为1mol/L
COCl2（g）?Cl2（g）+CO（g）平衡常数=
=3
则该温度下，Cl2（g）+CO（g）?COCl2（g）的平衡常数K=
故答案为：
；
（4）该反应是一个反应前后气体体积增大的可逆反应，增大压强，平衡向气体体积减小的方向移动，则生成氮气的物质的量减小，温度不变，平衡常数不变，所以氮气物质的量减小的量小等于容器体积减小的量，氮气的浓度不变；
故答案为：=；
（5）H2O2和联氨（N2H4）可以制成新型碱性燃料电池，负极是肼在碱性条件下失电子发生氧化反应，生成氮气和水，负极电极反应为N2H4+4OH--4e-=N2+4H2O，故答案为：N2H4+4OH--4e-=N2+4H2O．
故答案为：提高光气的合成速率，但降低了光气的产率；
（2）①依据化学平衡分析计算，设乙消耗氯气物质的量x，
Cl2（g）+CO（g）?COCl2（g）△H=-108.0kJ/mol
1 1 0 108KJ
乙消耗 x x x 108x
平衡 1-x 1-x x 108xKJ
甲逆向 0 0 1
1-x 1-x 1-x 108（1-x）KJ
平衡 1-x 1-x x
甲容器中吸热108（1-x），乙是放热108x，二者之和 为：108（1-x）+108x=108
乙投入2mol Cl2和2mol CO，则二者热量之和大于108KJ，即Q1+Q2＞108.0
故答案为：＞；
②丙中2mol COCl2浓度大于甲，反应速率快，达到平衡所需时间短，t1＞t3；
故答案为：＞；
③丙是逆向进行的反应，相同条件下和乙达到相同的平衡状态，氯气从0逐渐增多最后达到和乙相同的物质的量，达到平衡状态，据此画出曲线变化为；
，故答案为：（3）T℃时，在2L的密闭容器中充入4mol光气，若同时发生的反应还有2CO（g）?2C（s）+O2（g），当反应达到平衡时，测得CO（g）和C（s）的物质的量分别为2mol和1mol，设消耗 COCl2（g）物质的量为x
COCl2（g）?Cl2（g）+CO（g）
起始量（mol） 4 0 0
变化量（mol） x x x
平衡量（mol） 4-x x x
2CO（g）?2C（s）+O2（g），
起始量 3 0 0
变化量 1 1 0.5
平衡量 2 1 0.5
x=3mol
则平衡浓度为 COCl2（g）为0.5mol/L，Cl2（g）为1.5mol/L，CO（g）为1mol/L
COCl2（g）?Cl2（g）+CO（g）平衡常数=
| 1×1.5 |
| 0.5 |
则该温度下，Cl2（g）+CO（g）?COCl2（g）的平衡常数K=
| 1 |
| 3 |
故答案为：
| 1 |
| 3 |
（4）该反应是一个反应前后气体体积增大的可逆反应，增大压强，平衡向气体体积减小的方向移动，则生成氮气的物质的量减小，温度不变，平衡常数不变，所以氮气物质的量减小的量小等于容器体积减小的量，氮气的浓度不变；
故答案为：=；
（5）H2O2和联氨（N2H4）可以制成新型碱性燃料电池，负极是肼在碱性条件下失电子发生氧化反应，生成氮气和水，负极电极反应为N2H4+4OH--4e-=N2+4H2O，故答案为：N2H4+4OH--4e-=N2+4H2O．
点评：本题考查了化学平衡的计算应用，主要是平衡常数，平衡状态的计算与判断，原电池原理和电极反应应用，掌握基础是关键，题目难度中等．
练习册系列答案
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