Question

【題目】（1）某科研小組研究在其他條件不變的情況下，改變起始?xì)錃馕镔|(zhì)的量（用n（H2）表示）對N2(g)＋3H2(g) 2NH3(g) ΔH < 0反應(yīng)的影響，實驗結(jié)果可表示成如下圖所示的規(guī)律（圖中T表示溫度，n表示物質(zhì)的量）：

① 比較在a、b、c三點所處的平衡狀態(tài)中，反應(yīng)物N2的轉(zhuǎn)化率最高的是_____________；

② 若容器容積為1L，n＝3mol，反應(yīng)達(dá)到平衡時H2的轉(zhuǎn)化率為60%，H2與 N2物質(zhì)的量之比為3∶1，則在起始時體系中加入N2的物質(zhì)的量為___________mol，此條件下（T2），反應(yīng)的平衡常數(shù)K ＝ ______________；

③ 圖像中T2和T1的關(guān)系是T2_____________ T1（填“高于”、“低于”、“等于”、“無法確定”）。

（2）N2O5是一種新型硝化劑，在一定溫度下可發(fā)生以下反應(yīng)：2 N2O5 (g)4NO2(g)+O2(g)△H＞0T1溫度時，向密閉容器中通入N2O5，部分實驗數(shù)據(jù)見下表：

時間/s	0	500	1000	1500
c(N2O5)/molL-1	5.00	3.52	2.50	2.50

①達(dá)平衡后其他條件不變，將容器的體積壓縮到原來的，則c（N2O5）_______（填“大于”、“小于”、“等于”、“無法確定”）5.00molL-1

②500s內(nèi)N2O5分解速率為 ____________；

③T1溫度下 平衡時N2O5的轉(zhuǎn)化率為____________；

（3）現(xiàn)以H2、O2與熔融鹽Na2CO3組成的燃料電池（如圖所示，其中Y為CO2）裝置進(jìn)行電解。

寫出石墨I(xiàn)I電極上發(fā)生反應(yīng)的電極反應(yīng)式__________________ 。

在電解池中生成N2O5的電極反應(yīng)式為__________________ 。

Answer 1

【答案】 【答題空1】c 【答題空2】n／3(或1mol) 【答題空3】K＝25／12或2.08 【答題空4】低于 【答題空5】大于 【答題空6】2.96×10-3molL-1s-1 【答題空7】50% 【答題空8】O2＋4e－＋2CO2 ＝ 2 CO32－ 【答題空9】陽極：N2O4＋2HNO3 — e－ ＝ 2N2O5 + 2H＋

【解析】（1）本題考查化學(xué)平衡常數(shù)、影響化學(xué)平衡移動的因素，①x軸代表氫氣的量，增加氫氣的量，增加了反應(yīng)物的濃度，平衡向正反應(yīng)方向移動，即N2的轉(zhuǎn)化率增大，因此N2的轉(zhuǎn)化率最高的是c；②令開始時通入N2的量為xmol，

N2(g)＋3H2(g) 2NH3(g)

起始： x 3 0

變化： 60% 3×60% 1.2

平衡：x－0.6 1.2 1.2 達(dá)到平衡氫氣和氮氣的物質(zhì)的量之比為3：1，即1.2：(x－0.6)=3：1，解得x=1，容器為1L，根據(jù)化學(xué)平衡常數(shù)的定義，K=c2(NH3)//[c3(H2)×c(N2)]=1.22/(1.23×0.4)=25/12；③此反應(yīng)是放熱反應(yīng)，升高溫度，平衡向逆反應(yīng)方向進(jìn)行，NH3的體積分?jǐn)?shù)減小，因此T1>T2；（2）本題考查化學(xué)平衡計算、化學(xué)反應(yīng)速率的計算，①容器的體積壓縮為原來的1/2，假設(shè)平衡不移動，此時c(N2O5)=5mol·L－1，反應(yīng)前氣體系數(shù)之和小于反應(yīng)后氣體系數(shù)之和，因此增大壓強(qiáng)，平衡向逆反應(yīng)方向進(jìn)行，c(N2O5)>5mol·L－1；②根據(jù)化學(xué)反應(yīng)速率的數(shù)學(xué)表達(dá)式，v(N2O5)=(5－3.52)/500mol/(L·s)=2.96×10－3 mol/(L·s)；③1000s時達(dá)到平衡，N2O5的轉(zhuǎn)化率為(5－2.5)/5×100%=50%；（3）本題考查燃料電池電極反應(yīng)式書寫以及電解池中電極反應(yīng)式的書寫，石墨I(xiàn)I通入氧氣，則石墨I(xiàn)I為正極，電解質(zhì)是熔融鹽，根據(jù)燃料電池的裝置圖，正極上通入氧氣和二氧化碳，因此正極反應(yīng)式為CO2＋CO32－＋4e－=2CO32－；根據(jù)電解池的裝置圖，左端Pt連接電池的正極，右端Pt連接電池的負(fù)極，由N2O4→N2O5，化合價升高，失電子，因此N2O5在陽極上產(chǎn)生，即在左端產(chǎn)生，電極反應(yīng)式為N2O4＋2HNO3－e－=2N2O5＋2H＋。