Question

【題目】氮是地球上含量豐富的一種元素，氮及其化合物在生產生活中有著重要作用．

(1)如圖是1mol氣體和1molCO反應生成和NO過程中能量變化示意圖。則反應過程中放出的總熱量應為______。

(2)在固定體積的密閉容器中，進行如下化學反應：

；，其平衡常數K與溫度T的關系如下表：

	298	398	498
平衡常數K

①寫出該反應的平衡常數表達式______。

②試判斷K1______ K2 (填寫“”“”或“”。

③下列各項能說明該反應已達到平衡狀態(tài)的是______填字母．

容器內、、的濃度之比為1：3：2

容器內壓強保持不變 混合氣體的密度保持不變

(3)化合物做火箭發(fā)動機的燃料時，與氧化劑反應生成和水蒸氣。某同學設計了一個空氣堿性燃料電池，并用該電池電解200mL一定濃度NaCl與混合溶液，其裝置如圖所示：

①該燃料電池的負極反應式為______；

②理論上乙中兩極所得氣體的體積隨時間變化的關系如丙圖所示氣體體積已換算成標準狀況下的體積，寫出在時間段鐵電極上的電極反應式______；原混合溶液中NaCl的物質的量濃度為______。

③在時所得溶液的pH為______(假設溶液體積不變

Answer 1

【答案】234kJ c ； 1

【解析】

（1）根據能量變化圖，反應熱等于正反應的活化能減去逆反應的活化能；

（2）①依據平衡常數等于平衡生成物濃度的冪次方乘積除以反應物濃度的冪次方乘積；

②根據升高溫度平衡吸熱方向移動以及平衡逆向移動平衡常數減�。�

③直接標志：i.速率關系：正反應速率與逆反應速率相等，ii.反應體系中各物質的百分含量保持不變；

間接標志：i.混合氣體的總壓強、總體積、總物質的量不隨時間的改變而改變；ii.各物質的濃度、物質的量不隨時間的改變而改變；iii.各氣體的體積、各氣體的分壓不隨時間的改變而改變；

（3）電池通入肼的為負極，乙中石墨電極為陽極、鐵電極為陰極，開始在陽極放電生成氯氣，陰極放電生成Cu，故圖丙中Ⅰ表示陰極產生的氣體，Ⅱ表示陽極產生的氣體，前電極反應式為：陽極，依據生成的氯氣體積計算Cl-物質的量得到氯化鈉物質的量濃度，陰極；電極反應式為：陽極，陰極，點后電極反應式為：陽極，陰極，所以陽極上生成氧氣，根據氧氣的量計算氫氧根離子的物質的量，水電離出等物質的量的氫離子和氫氧根離子，根據公式計算得出，從而得出溶液的pH。

（1）該反應的焓變，所以熱化學方程式為，則反應過程中放出的總熱量應為234kJ， 故答案為：234kJ；

（2）①，平衡常數計算表達式， 故答案為：；

②為放熱反應，升高溫度，平衡逆向移動，平衡常數減小，所以， 故答案為：；

③a．平衡時反應混合物中各組分的含量保持不變，但容器內、、的濃度之比不一定為為1：3：2，所以不能作為平衡的標志，故a錯誤；

b．平衡時不同物質表示速率之比等于系數之比說明到達平衡，即說明反應達到平衡，故b錯誤；

c．反應前后氣體體積減小，若壓強不變，說明反應達到平衡，故c正確；

d．反應前后氣體的質量不變，容器的體積不變，所以密度不變，所以混合氣體的密度保持不變不能作為平衡的標志，故d錯誤；

故答案為：c；

（3）①肼燃料電池中，在堿性條件下，失電子生成氮氣與水，電極反應式為：， 故答案為：；

②乙中石墨電極為陽極、鐵電極為陰極，開始在陽極放電生成氯氣，陰極放電生成Cu，故圖丙中Ⅰ表示陰極產生的氣體，Ⅱ表示陽極產生的氣體，前電極反應式為：陽極，生成氯氣為224mL，由可知，，所以；

電極反應式為：陽極，點后電極反應式為：陽極，所以在后，石墨電極上的電極反應式為：；電極反應式為：陽極，陰極，所以鐵電極上的電極反應式為：， 故答案為：； ；

③t2點后電極反應式為：陽極，陰極，所以陽極上生成氧氣，Ⅱ產生的氣體體積，陽極上生成112mL氧氣需要，水電離出等物質的量的氫離子和氫氧根離子，所以，，所以溶液的， 故答案為：1。