Question

能源、環(huán)境與人類生活和社會發(fā)展密切相關(guān)，研究它們的綜合利用有重要意義．

（1）氧化-還原法消除氮氧化物的轉(zhuǎn)化如下：NO

O3

反應(yīng)Ⅰ

NO₂

CO(NH2)2

反應(yīng)Ⅱ

N₂
①反應(yīng)Ⅰ為：NO+O₃=NO₂+O₂，生成11.2L O₂（標(biāo)準(zhǔn)狀況）時，轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量是

 

mol．
②反應(yīng)Ⅱ中，當(dāng)n（NO₂）：n[CO（NH₂）₂]=3：2時，反應(yīng)的化學(xué)方程式是

 

．
（2）硝化法是一種古老的生產(chǎn)硫酸的方法，同時實現(xiàn)了氮氧化物的循環(huán)轉(zhuǎn)化，主要反應(yīng)為：
NO₂（g）+SO₂（g）?SO₃（g）+NO（g）△H=-41.8kJ?mol^-1
已知：2SO2（g）+₂（g）?2SO₃（g）△H=-196.6kJ?mol^-1
寫出NO和O₂反應(yīng)生成NO₂的熱化學(xué)方程式

 

．
（3）某化學(xué)興趣小組構(gòu)想將NO轉(zhuǎn)化為HNO₃，裝置如圖1，電極為多孔惰性材料．則負(fù)極的電極反應(yīng)式是

 

．
（4）將燃煤廢氣中的CO₂轉(zhuǎn)化為二甲醚的反應(yīng)原理為：2CO₂（g）+6H₂（g）

催化劑

CH₃OCH₃（g）+3H₂O（g）；
①該反應(yīng)平衡常數(shù)表達(dá)式為K=

 

．
②已知在某壓強下，該反應(yīng)在不同溫度、不同投料比時，CO₂的轉(zhuǎn)化率如圖2所示．該反應(yīng)的△H

 

（填“＞”、“＜”或“=”）0．
（5）合成氣CO和H₂在一定條件下能發(fā)生如下反應(yīng)：CO（g）+2H₂（g）?CH₃OH（g）△H＜0．在容積均為VL的I、Ⅱ、Ⅲ三個相同密閉容器中分別充入amol CO和2a mol H₂，三個容器的反應(yīng)溫度分別為T₁、T₂、T₃且恒定不變，在其他條件相同的情況下，實驗測得反應(yīng)均進(jìn)行到t min時CO的體積分?jǐn)?shù)如圖3所示，此時I、Ⅱ、Ⅲ三個容器中一定達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài)的是

 

；若三個容器內(nèi)的反應(yīng)都達(dá)到化學(xué)平衡時，CO轉(zhuǎn)化率最大的反應(yīng)溫度是

 

．

Answer 1

考點：化學(xué)平衡的計算,用蓋斯定律進(jìn)行有關(guān)反應(yīng)熱的計算,原電池和電解池的工作原理,氧化還原反應(yīng)的計算

專題：

分析：（1）①根據(jù)化合價的變化來確定電子轉(zhuǎn)移數(shù)目；
②反應(yīng)方程式中，化學(xué)計量數(shù)之比等于物質(zhì)的量之比；
（2）根據(jù)蓋斯定律進(jìn)行計算，書寫熱化學(xué)方程式；
（3）在原電池的負(fù)極上發(fā)生失電子的氧化反應(yīng)；
（4）①根據(jù)平衡常數(shù)等于生成物的濃度冪之積除以反應(yīng)物的濃度冪之積進(jìn)行計算；
②根據(jù)溫度對平衡的影響分析△H的符號；
（5）CO（g）+2H₂（g）?CH₃OH（g）△H＜0，該反應(yīng)正反應(yīng)為放熱反應(yīng)，根據(jù)圖3中Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ圖象，CO百分含量，Ⅱ＜Ⅰ＜Ⅲ，結(jié)合化學(xué)平衡移動分析解答；
根據(jù)溫度對平衡的影響來判斷，升高溫度平衡逆向移動，CO的轉(zhuǎn)化率減�。�

解答： 解：（1）①NO+O₃═NO₂+O₂，生成1mol氧氣轉(zhuǎn)移電子是2mol，生成11.2L即0.5molO₂（標(biāo)準(zhǔn)狀況）時，轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量是1mol，故答案為：1；
②當(dāng)n（NO₂）：n[CO（NH₂）₂]=3：2，即NO₂和CO（NH₂）₂的化學(xué)計量數(shù)之比是3：2，其方程式表示為：6NO₂+4CO（NH₂）₂=7N₂+8H₂O+4CO₂，
故答案為：6NO₂+4CO（NH₂）₂=7N₂+8H₂O+4CO₂；
（2）已知：①NO₂（g）+SO₂（g）?SO₃（g）+NO（g）△H=-41.8kJ?mol^-1；
②2SO₂（g）+O₂（g）?2SO₃（g）△H=-196.6kJ?mol^-1，
由②-①×2得：2NO（g）+O₂（g）=2NO₂（g），△H=-196.6kJ?mol^-1-2×（-41.8kJ?mol^-1）=-113.0 kJ?mol^-1，
故答案為：2NO（g）+O₂（g）=2NO₂（g），△H=-113.0 kJ?mol^-1；
（3）將NO轉(zhuǎn)化為HNO₃的原電池中，負(fù)極上發(fā)生一氧化氮失電子的氧化反應(yīng)，即NO-3e^-+2H₂O=NO₃^-+4H⁺，
故答案為：NO-3e^-+2H₂O=NO₃^-+4H⁺；
（4）2CO₂（g）+6H₂（g）

催化劑

CH₃OCH₃（g）+3H₂O（g）；
①平衡常數(shù)等于生成物的濃度冪之積除以反應(yīng)物的濃度冪之積，所以平衡常數(shù)K=

c(CH3OCH3)×c3(H2O)

c2(CO2)c6(H2)

，故答案為：

c(CH3OCH3)×c3(H2O)

c2(CO2)c6(H2)

；
②由圖2可知：溫度越高，CO₂轉(zhuǎn)化率越小，則平衡逆移，所以該反應(yīng)正方向為放熱反應(yīng)，即△H＜0，故答案為：＜；
（5）CO（g）+2H₂（g）?CH₃OH（g）△H＜0，該反應(yīng)正反應(yīng)為放熱反應(yīng)，根據(jù)圖3中Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ圖象，CO百分含量由小到大依次為：Ⅱ＜Ⅰ＜Ⅲ，T₁中的狀態(tài)轉(zhuǎn)變成T₂中的狀態(tài)，CO百分含量減小，說明平衡正向移動，說明T₁未達(dá)平衡狀態(tài)，T₂中的狀態(tài)轉(zhuǎn)變成T₃中的平衡狀態(tài)，CO百分含量增大，說明平衡逆向移動，說明T₂可能達(dá)平衡狀態(tài)，一定達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài)的是Ⅲ，
該反應(yīng)正反應(yīng)為放熱反應(yīng)，升高溫度，平衡逆向移動，若三個容器內(nèi)的反應(yīng)都達(dá)到化學(xué)平衡時，Ⅰ容器溫度最低，所以CO轉(zhuǎn)化率最大的反應(yīng)溫度是T₁，
故答案為：Ⅲ；T₁．

點評：本題考查的知識點較多，綜合性較強，涉及氧化還原反應(yīng)、化學(xué)方程式和電極反應(yīng)式的書寫、查蓋斯定律的應(yīng)用、平衡常數(shù)的計算、以及化學(xué)平衡的有關(guān)計算知識，難度較大．側(cè)重于影響平衡移動及平衡常數(shù)的因素的考查，注意知識的歸納和整理是關(guān)鍵．