Question

Ⅰ．已知：4Al（s）+3O₂（g）=2Al₂O₃（s）△H=-2834.9KJ?mol^-1
Fe₂O₃（s）+

3

2

C（s）=

3

2

CO₂（g）+2Fe（s）△H=+234.1KJ?mol^-1
C（s）+O₂（g）=CO₂（g）△H=-393.5KJ?mol^-1
寫出鋁與氧化鐵發(fā)生鋁熱反應(yīng)的熱化學(xué)方程式

 

．
Ⅱ．在2L密閉容器內(nèi)，800℃時(shí)反應(yīng)：2NO（g）+O₂（g）?2NO₂（g）△H＜0 體系中，n（NO）隨時(shí)間的變化如表：

時(shí)間（s）	0	1	2	3	4	5
n（NO）（mol）	0.020	0.010	0.008	0.007	0.007	0.007

（1）寫出該反應(yīng)的平衡常數(shù)表達(dá)式：K=

 

； 用O₂表示從0～2s內(nèi)該反應(yīng)的平均速率ν（O₂）=

 

．
（2）下列研究目的和示意圖相符的是

 

．

	A	B	C	D
研究目的	壓強(qiáng)對(duì)反應(yīng)的影響（P1＞P2）	溫度對(duì)反應(yīng)的影響	平衡體系增加O2對(duì)反應(yīng)的影響	催化劑對(duì)反應(yīng)的影響
圖示

Ⅲ．科學(xué)家制造出一種使用固體電解質(zhì)的高效燃料電池．一個(gè)電極通入空氣，另一個(gè)電極通入燃料蒸汽．其中固體電解質(zhì)是摻雜了Y₂O₃的ZrO₂固體，它在高溫下能傳導(dǎo)O^2-離子（其中氧化反應(yīng)發(fā)生完全）．以丙烷（C₃H₈）代表燃料．
（1）電池的負(fù)極反應(yīng)式為

 

；
（2）放電時(shí)固體電解質(zhì)里的O^2-離子向

 

極移動(dòng)（填“正”或“負(fù)”）．

Answer 1

考點(diǎn)：用蓋斯定律進(jìn)行有關(guān)反應(yīng)熱的計(jì)算,化學(xué)電源新型電池,化學(xué)平衡的計(jì)算

專題：化學(xué)反應(yīng)中的能量變化,化學(xué)平衡專題,電化學(xué)專題

分析：Ⅰ根據(jù)蓋斯定律，由已知熱化學(xué)方程式乘以適當(dāng)?shù)南禂?shù)進(jìn)行加減，反應(yīng)熱也對(duì)應(yīng)相應(yīng)的系數(shù)進(jìn)行加減，構(gòu)造目標(biāo)熱化學(xué)方程式；
Ⅱ（1）化學(xué)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；由表中數(shù)據(jù)可計(jì)算用NO表示速率，根據(jù)速率關(guān)系可計(jì)算出用氧氣表示的速率；
（2）A、此反應(yīng)是氣體體積縮小的反應(yīng)，則利用壓強(qiáng)對(duì)化學(xué)平衡及化學(xué)反應(yīng)速率的影響，然后結(jié)合圖象來(lái)分析；
B、該反應(yīng)是放熱反應(yīng)，利用溫度對(duì)化學(xué)平衡的影響及圖象來(lái)分析；
C、利用增大反應(yīng)物的濃度對(duì)化學(xué)平衡移動(dòng)的影響并結(jié)合圖象來(lái)分析；
D、利用催化劑對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率及化學(xué)平衡的影響，結(jié)合圖象來(lái)分析；
Ⅲ（1）固體電解質(zhì)的燃料電池，通入空氣的電極反應(yīng)為O₂+4e^-=2O^2-，汽油在負(fù)極發(fā)生氧化反應(yīng)；
（2）原電池工作時(shí)，陰離子向負(fù)極移動(dòng)，陽(yáng)離子向正極移動(dòng)．

解答： 解：Ⅰ已知：①4Al（s）+3O₂（g）=2Al₂O₃（s）△H=-2834.9KJ?mol^-1
②Fe₂O₃（s）+

3

2

C（s）=

3

2

CO₂（g）+2Fe（s）△H=+234.1KJ?mol^-1
③C（s）+O₂（g）=CO₂（g）△H=-393.5KJ?mol^-1
由蓋斯定律可知，②-③×

3

2

+①×

1

2

得：2Al（s）+Fe₂O₃（s）=2Fe（s）+Al₂O₃（s）
△H=234.1KJ/mol-

3

2

×（-393.5KJ/mol）+

1

2

×（-2834.9KJ/mol）=-593.1KJ?mol^-1；
故答案為：2Al（s）+Fe₂O₃（s）=Al₂O₃（s）+2Fe（s）△H=-593.1KJ?mol^-1；
Ⅱ（1）化學(xué)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，本反應(yīng)中K=

c2(NO2)

c2(NO)?c(O2)

，0～2s內(nèi)v（NO）=0.0

0.01-0.004

2

mol/（L?s）=0.003mol/（L?s）；v（O₂）=

1

2

v（NO）=0.0015mol/（L?s）；
故答案為：

c2(NO2)

c2(NO)?c(O2)

；0.0015mol/（L?s）；
（2）A、該反應(yīng)中增大壓強(qiáng)平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)，則NO₂的體積分?jǐn)?shù)增大，與圖象不符，故A錯(cuò)誤；
B、因該反應(yīng)是放熱反應(yīng)，升高溫度化學(xué)平衡向逆反應(yīng)反應(yīng)移動(dòng)，則O₂的轉(zhuǎn)化率降低，與圖象中轉(zhuǎn)化率增大不符，故B錯(cuò)誤；
C、反應(yīng)平衡后，增大氧氣的量，則這一瞬間正反應(yīng)速率增大，逆反應(yīng)速率不變，然后正反應(yīng)速率在不斷減小，
逆反應(yīng)速率不斷增大，直到新的平衡，與圖象符合，故C正確；
D、因催化劑對(duì)化學(xué)平衡無(wú)影響，但催化劑加快化學(xué)反應(yīng)速率，則有催化劑時(shí)達(dá)到化學(xué)平衡的時(shí)間少，與圖象不符，故D錯(cuò)誤；
故選C；
Ⅲ（1）固體電解質(zhì)的燃料電池，丙烷燃料電池放電時(shí)負(fù)極發(fā)生的是燃料丙烷失電子的氧化反應(yīng)，且負(fù)極反應(yīng)=總反應(yīng)-正極反應(yīng)，正反應(yīng)為：
10O₂+40e^-=20O^2-，總反應(yīng)是：2C₃H₈+10O₂═6CO₂+8H₂O，所以負(fù)極反應(yīng)是：C₃H₈+10 O^2--20e^-=3CO₂+4H₂O，故答案為：C₃H₈+10 O^2--20e^-=3CO₂+4H₂O；
（2）原電池工作時(shí)，陰離子向負(fù)極移動(dòng)，陽(yáng)離子向正極移動(dòng)，故答案為：負(fù)．

點(diǎn)評(píng)：本題考查蓋斯定律的計(jì)算、反應(yīng)速率、平衡常數(shù)計(jì)算、化學(xué)平衡與圖象，原電池工作原理，題目難度中等．