综合题14.0分
化学

碳和氮是地球上含量丰富的两种元素,其氧化物的化学热力学、动力学研究有助于人类充分利用化石燃料,消除氧化物对环境的负面影响。

19.右图是1mol NO2气体和1molCO反应生成CO2和NO过程中能量变化示意图。写出此反应的热化学方程式为

____________________________;

20.在不同温度下,向VL密闭容器中加入1 mol NO和1 mol活性炭,发生反应:2NO(g)+C(s)N2(g)+CO2(g),达到平衡时的数据如下:

请回答下列问题:

①T1℃时,该反应的平衡常数K=            ,若开始时反应物的用量均减小一半,平衡后NO的转化率将          (“增大”、“减小”或“不变”)

②当该反应达到平衡后下列说法正确的是______(填序号)。A.2v(CO2)消耗=v(NO)生成B.混合气体的平均相对分子质量不再改变C.混合气体的密度不再改变   D.NO、CO2的物质的量浓度均不再变化

③若T1<T2,则△H            0(填“大于”或“小于”),

④T1℃时,若改变反应条件,导致NO浓度增大,则改变的条件可能是                   (填序号)。

A.增加NO的量      

B.加入催化剂      

C.减小CO2的量    

D.缩小容器体积   

E.升温

21.若用CO和氧气构成燃料电池,以熔融Li2CO3—K2CO3作电解质,负极电极反应式是_________

第1小题正确答案及相关解析

正确答案

NO2(g)+CO(g) CO2(g)+NO(g)  △H=a-b kJ/mol或△H=-(b-a) kJ/mol

解析

       由图可知,1mol NO2和1mol CO反应生成CO2和NO放出热量-(b-a) kJ,反应热化学方程式为NO2(g)+CO(g) CO2(g)+NO(g)  △H=a-b kJ/mol或△H=-(b-a) kJ/mol。

考查方向

本题主要考查了化学平衡影响因素和化学平衡常数的计算,化学电源新型电池。

解题思路

由图可知,1mol NO2和1mol CO反应生成CO2和NO放出热量-(b-a) kJ。

易错点

       注意反应2NO(g)+C(s)═N2(g)+CO2是气体体积不变的反应,平衡不受压强的影响;电极反应式书写,根据电解质确定正负极产物。

第2小题正确答案及相关解析

正确答案

    不变    

解析

       T1℃平衡时CO2是0.3mol,则生成氮气也是0.3mol,而剩余NO是1mol—0.3mol×2=0.4mol,该反应的平衡常数,T2℃时,若反应达平衡后再缩小容器的体积,相当于增大压强,该反应为等体积反应,概念压强,平衡不发生移动,故c (N2) :c (NO)不变;D项T1℃时,若开始时反应物的用量均减小一半,平衡逆向移动, NO的转化率减小。

       根据表中数据可知T2温度下平衡时消耗碳是1mol—0.75mol=0.25mol,则根据方程式可知生成CO2是0. 25mol。由于正方应是放热反应,升高温度平衡向逆反应方向移动,CO2的物质的量减少,则由上述信息可推知:T1<T2,△H<0。

       当2v(CO2)消耗=v(NO)生成;混合气体的平均相对分子质量不再改变;混合气体的密度不再改变;NO、CO2的物质的量浓度均不再变化均可说明反应达到平衡。 T1℃时,若改变反应条件,导致NO浓度增大,则改变的条件可能是增加NO的量;缩小容器体积;升温。

考查方向

本题主要考查了化学平衡影响因素和化学平衡常数的计算,化学电源新型电池。

解题思路

       T2℃时,若反应达平衡后再缩小容器的体积,相当于增大压强,该反应为等体积反应,概念压强,平衡不发生移动,故c (N2) :c (NO)不变;T1℃时,若开始时反应物的用量均减小一半,平衡逆向移动, NO的转化率减小。

       由于正方应是放热反应,升高温度平衡向逆反应方向移动,CO2的物质的量减少,则由上述信息可推知:T1<T2,△H<0。

       T1℃时,若改变反应条件,导致NO浓度增大,则改变的条件可能是增加NO的量;缩小容器体积;升温。

易错点

       注意反应2NO(g)+C(s)═N2(g)+CO2是气体体积不变的反应,平衡不受压强的影响;电极反应式书写,根据电解质确定正负极产物。

第3小题正确答案及相关解析

正确答案

CO-2e-+ CO32-=2CO2

解析

       甲烷燃料电池,根据氧化还原反应得知还原剂为负极、通入燃料的电极为负极、通入氧化剂的电极为正极,所以负为甲烷、正极为氧气,负极反应式为CH4+4CO32--8e-=5CO2+2H2O,正极反应式为O2+2CO2-4e-═2CO32-,据此分析解答.

单位:mol/L 2NO(g)+C(s)N2(g)+CO2(g) ΔH=﹣213.5 kJ/mol,

始                 0.5      0.5     0       0

转(T1)              0.3      0.15   0.15   0.15

T1                  0.2      0.35    0.15   0.15

转(T1)                0.25     0.125   0.125   0.125

T2                    0 .25     0.375    0.125    0.125

考查方向

本题主要考查了化学平衡影响因素和化学平衡常数的计算,化学电源新型电池。

解题思路

       甲烷燃料电池,根据氧化还原反应得知还原剂为负极、通入燃料的电极为负极、通入氧化剂的电极为正极,所以负为甲烷、正极为氧气。

易错点

       注意反应2NO(g)+C(s)═N2(g)+CO2是气体体积不变的反应,平衡不受压强的影响;电极反应式书写,根据电解质确定正负极产物。