Question

【題目】目前人們對環(huán)境保護、新能源開發(fā)很重視．
（1）汽車尾氣中含有CO、NO2等有毒氣體，對汽車加裝尾氣凈化裝置，可使有毒氣體轉(zhuǎn)化為無毒氣體．4CO（g）+2NO2（g）4CO2（g）+N2（g）△H=﹣1200 kJmol﹣1
對于該反應(yīng)，溫度不同（T2＞T1）、其他條件相同時，下列圖象正確的是（填代號）．
（2）用活性炭還原法也可以處理氮氧化物，某研究小組向某密閉容器加入一定量的活性炭和NO，發(fā)生反應(yīng)C（s）+2NO（g）N2（g）+CO2（g）△H在T1℃時，反應(yīng)進行到不同時間測得各物質(zhì)的量濃度如下：

濃度/mol．L﹣1/時間/min	0	10	20	30	40	50
NO	1.0	0.58	0.40	0.40	0.48	0.48
N2	0	0.21	0.30	0.30	0.36	0.36
CO2	0	0.21	0.30	0.30	0.36	0.36

①根據(jù)圖表數(shù)據(jù)分析T1℃時，該反應(yīng)在0～20min的平均反應(yīng)速率v（CO2）=；計算該反應(yīng)的平衡常數(shù)K= ．
②30min后，只改變某一條件，根據(jù)上表的數(shù)據(jù)判斷改變的條件可能是（填字母代號）．
a．加入一定量的活性炭 b．通入一定量的NO
c．適當(dāng)縮小容器的體積 d．加入合適的催化劑
③若30min后升高溫度至T2℃，達到平衡時，容器中NO、N2、CO2的濃度之比為5：3：3，則達到新平衡時NO的轉(zhuǎn)化率（填“升高”或“降低”），△H0（填“＞”或“＜”）．
（3）以CO2與NH3為原料可合成化肥尿素[化學(xué)式為CO（NH2）2]．已知：
①2NH3（g）+CO2（g）=NH2CO2NH4（s）△H=﹣159.5kJ/mol
②NH2CO2NH4（s）=CO（NH2）2（s）+H2O（g）△H=+116.5kJ/mol
③H2O（l）=H2O（g）△H=+44.0kJ/mol
寫出CO2與NH3合成尿素和液態(tài)水的熱化學(xué)反應(yīng)方程式 ．
（4）一種氨燃料電池，使用的電解質(zhì)溶液是2mol/L﹣1的KOH溶液．
電池反應(yīng)為：4NH3+3O2=2N2+6H2O；

請寫出通入a氣體一極的電極反應(yīng)式為；每消耗3.4g NH3轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量為 ．

Answer 1

【答案】
（1）乙
（2）0.015 mol?L﹣1?min﹣1,0.56,bc,＜
（3）2NH3（g）+CO2（g）=CO（NH2）2（s）+H2O（l）△H=﹣87.0 kJ?mol﹣1
（4）2NH3+6OH﹣﹣6e﹣=N2+6H2O,0.6 mol
【解析】解：（1）該反應(yīng)為放熱反應(yīng)，升高溫度，正逆反應(yīng)速率均增大，都應(yīng)該離開原來的速率點，圖象與實際情況不相符，故甲錯誤；

升高溫度，反應(yīng)向著逆向進行，反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率減小，反應(yīng)速率加快，圖象與實際反應(yīng)一致，故乙正確，

壓強相同時，升高溫度，反應(yīng)向著逆向移動，一氧化氮的體積分數(shù)應(yīng)該增大，圖象與實際不相符，故丙錯誤，

所以答案是：乙；
（2）①0～20min內(nèi)，CO2的平均反應(yīng)速率v（CO2）= =0.015molL﹣1min﹣1；

所以答案是：0.015molL﹣1min﹣1；

C（s）+2NO（g）N2（g）+CO2（g），平衡濃度c（N2）=0.3mol/L；c（CO2）=0.3mol/L；c（NO）=0.4mol/L；反應(yīng)的平衡常數(shù)K= = =0.56；

所以答案是：0.015molL﹣1min﹣1；0.56；

②30min后，只改變某一條件，反應(yīng)重新達到平衡，C（s）+2NO（g）N2（g）+CO2（g），依據(jù)圖表數(shù)據(jù)分析，平衡狀態(tài)物質(zhì)濃度增大，依據(jù)平衡常數(shù)計算K= = =0.56，平衡常數(shù)隨溫度變化，平衡常數(shù)不變說明改變的條件一定不是溫度；依據(jù)數(shù)據(jù)分析，氮氣濃度增大，二氧化碳和一氧化氮濃度增大，反應(yīng)前后氣體體積不變，所以可能是減小溶液體積后加入一定量一氧化氮；

a．加入一定量的活性炭，碳是固體對平衡無影響，平衡不動，故a錯誤；

b．通入一定量的NO，新平衡狀態(tài)下物質(zhì)平衡濃度增大，故b正確；

c．適當(dāng)縮小容器的體積，反應(yīng)前后體積不變，平衡狀態(tài)物質(zhì)濃度增大，故c正確；

d．加入合適的催化劑，催化劑只改變化學(xué)反應(yīng)速率，不改變化學(xué)平衡，故d錯誤；

所以答案是：bc；

③若30min后升高溫度至T2℃，達到平衡時，容器中NO、N2、CO2的濃度之比從為5：3：3，氮氣和二氧化碳難度之比始終為1：1，所以5：3＞4：3，說明平衡向逆反應(yīng)方向移動，達到新平衡時NO的轉(zhuǎn)化率，說明逆反應(yīng)是吸熱反應(yīng)，則正反應(yīng)是放熱反應(yīng)；

所以答案是：降低；＜；
（3）①2NH3（g）+CO2（g）→NH2CO2 NH4（s）△H=﹣159.5kJ/mol

②NH2CO2NH4（s）→CO（NH2）2（s）+H2O（g）△H=+116.5kJ/mol

③H2O（l）→H2O（g）△H=+44.0kJ/mol

依據(jù)熱化學(xué)方程式和蓋斯定律計算①+②﹣③得到CO2與NH3合成尿素和液態(tài)水的熱化學(xué)反應(yīng)方程式為：2NH3（g）+CO2（g）=CO（NH2）2（s）+H2O（l）△H=﹣87.0 kJmol﹣1；

所以答案是：2NH3（g）+CO2（g）=CO（NH2）2（s）+H2O（l）△H=﹣87.0 kJmol﹣1；
（4）電池反應(yīng)為：4NH3+3O2=2N2+6H2O．該電池負極是氨氣失電子生成氮氣，負極的電極反應(yīng)式為2NH3+6OH﹣﹣6e﹣=N2+6H2O；每消耗3.4g NH3即0.2mol，轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量為0.6mol；

所以答案是：2NH3+6OH﹣﹣6e﹣=N2+6H2O；0.6mol．
【考點精析】利用化學(xué)平衡狀態(tài)本質(zhì)及特征對題目進行判斷即可得到答案，需要熟知化學(xué)平衡狀態(tài)的特征：“等”即 V正=V逆>0；“動”即是動態(tài)平衡，平衡時反應(yīng)仍在進行；“定”即反應(yīng)混合物中各組分百分含量不變；“變”即條件改變，平衡被打破，并在新的條件下建立新的化學(xué)平衡；與途徑無關(guān)，外界條件不變，可逆反應(yīng)無論是從正反應(yīng)開始，還是從逆反應(yīng)開始，都可建立同一平衡狀態(tài)（等效）．