Question

【題目】氮是地球上含量豐富的一種元素，氮及其化合物在生產(chǎn)生活中有著重要作用．

(1)如圖是1mol氣體和1molCO反應(yīng)生成和NO過(guò)程中能量變化示意圖。則反應(yīng)過(guò)程中放出的總熱量應(yīng)為______。

(2)在固定體積的密閉容器中，進(jìn)行如下化學(xué)反應(yīng)：

；，其平衡常數(shù)K與溫度T的關(guān)系如下表：

	298	398	498
平衡常數(shù)K

①寫(xiě)出該反應(yīng)的平衡常數(shù)表達(dá)式______。

②試判斷K1______ K2 (填寫(xiě)“”“”或“”。

③下列各項(xiàng)能說(shuō)明該反應(yīng)已達(dá)到平衡狀態(tài)的是______填字母．

容器內(nèi)、、的濃度之比為1：3：2

容器內(nèi)壓強(qiáng)保持不變 混合氣體的密度保持不變

(3)化合物做火箭發(fā)動(dòng)機(jī)的燃料時(shí)，與氧化劑反應(yīng)生成和水蒸氣。某同學(xué)設(shè)計(jì)了一個(gè)空氣堿性燃料電池，并用該電池電解200mL一定濃度NaCl與混合溶液，其裝置如圖所示：

①該燃料電池的負(fù)極反應(yīng)式為______；

②理論上乙中兩極所得氣體的體積隨時(shí)間變化的關(guān)系如丙圖所示氣體體積已換算成標(biāo)準(zhǔn)狀況下的體積，寫(xiě)出在時(shí)間段鐵電極上的電極反應(yīng)式______；原混合溶液中NaCl的物質(zhì)的量濃度為______。

③在時(shí)所得溶液的pH為______(假設(shè)溶液體積不變

Answer 1

【答案】234kJ c ； 1

【解析】

（1）根據(jù)能量變化圖，反應(yīng)熱等于正反應(yīng)的活化能減去逆反應(yīng)的活化能；

（2）①依據(jù)平衡常數(shù)等于平衡生成物濃度的冪次方乘積除以反應(yīng)物濃度的冪次方乘積；

②根據(jù)升高溫度平衡吸熱方向移動(dòng)以及平衡逆向移動(dòng)平衡常數(shù)減小；

③直接標(biāo)志：i.速率關(guān)系：正反應(yīng)速率與逆反應(yīng)速率相等，ii.反應(yīng)體系中各物質(zhì)的百分含量保持不變；

間接標(biāo)志：i.混合氣體的總壓強(qiáng)、總體積、總物質(zhì)的量不隨時(shí)間的改變而改變；ii.各物質(zhì)的濃度、物質(zhì)的量不隨時(shí)間的改變而改變；iii.各氣體的體積、各氣體的分壓不隨時(shí)間的改變而改變；

（3）電池通入肼的為負(fù)極，乙中石墨電極為陽(yáng)極、鐵電極為陰極，開(kāi)始在陽(yáng)極放電生成氯氣，陰極放電生成Cu，故圖丙中Ⅰ表示陰極產(chǎn)生的氣體，Ⅱ表示陽(yáng)極產(chǎn)生的氣體，前電極反應(yīng)式為：陽(yáng)極，依據(jù)生成的氯氣體積計(jì)算Cl-物質(zhì)的量得到氯化鈉物質(zhì)的量濃度，陰極；電極反應(yīng)式為：陽(yáng)極，陰極，點(diǎn)后電極反應(yīng)式為：陽(yáng)極，陰極，所以陽(yáng)極上生成氧氣，根據(jù)氧氣的量計(jì)算氫氧根離子的物質(zhì)的量，水電離出等物質(zhì)的量的氫離子和氫氧根離子，根據(jù)公式計(jì)算得出，從而得出溶液的pH。

（1）該反應(yīng)的焓變，所以熱化學(xué)方程式為，則反應(yīng)過(guò)程中放出的總熱量應(yīng)為234kJ， 故答案為：234kJ；

（2）①，平衡常數(shù)計(jì)算表達(dá)式， 故答案為：；

②為放熱反應(yīng)，升高溫度，平衡逆向移動(dòng)，平衡常數(shù)減小，所以， 故答案為：；

③a．平衡時(shí)反應(yīng)混合物中各組分的含量保持不變，但容器內(nèi)、、的濃度之比不一定為為1：3：2，所以不能作為平衡的標(biāo)志，故a錯(cuò)誤；

b．平衡時(shí)不同物質(zhì)表示速率之比等于系數(shù)之比說(shuō)明到達(dá)平衡，即說(shuō)明反應(yīng)達(dá)到平衡，故b錯(cuò)誤；

c．反應(yīng)前后氣體體積減小，若壓強(qiáng)不變，說(shuō)明反應(yīng)達(dá)到平衡，故c正確；

d．反應(yīng)前后氣體的質(zhì)量不變，容器的體積不變，所以密度不變，所以混合氣體的密度保持不變不能作為平衡的標(biāo)志，故d錯(cuò)誤；

故答案為：c；

（3）①肼燃料電池中，在堿性條件下，失電子生成氮?dú)馀c水，電極反應(yīng)式為：， 故答案為：；

②乙中石墨電極為陽(yáng)極、鐵電極為陰極，開(kāi)始在陽(yáng)極放電生成氯氣，陰極放電生成Cu，故圖丙中Ⅰ表示陰極產(chǎn)生的氣體，Ⅱ表示陽(yáng)極產(chǎn)生的氣體，前電極反應(yīng)式為：陽(yáng)極，生成氯氣為224mL，由可知，，所以；

電極反應(yīng)式為：陽(yáng)極，點(diǎn)后電極反應(yīng)式為：陽(yáng)極，所以在后，石墨電極上的電極反應(yīng)式為：；電極反應(yīng)式為：陽(yáng)極，陰極，所以鐵電極上的電極反應(yīng)式為：， 故答案為：； ；

③t2點(diǎn)后電極反應(yīng)式為：陽(yáng)極，陰極，所以陽(yáng)極上生成氧氣，Ⅱ產(chǎn)生的氣體體積，陽(yáng)極上生成112mL氧氣需要，水電離出等物質(zhì)的量的氫離子和氫氧根離子，所以，，所以溶液的， 故答案為：1。