Question

【題目】NO2、CO、CO2是對(duì)環(huán)境影響較大的氣體，對(duì)它們的合理控制、利用是優(yōu)化我們生存環(huán)境的有效途徑。

（1）如圖所示，利用電化學(xué)原理將NO2 轉(zhuǎn)化為重要化工原料C。

若A為NO2，B為O2，則負(fù)極的電極反應(yīng)式為______________________________；

（2）有一種用CO2生產(chǎn)甲醇燃料的方法：

CO2＋3H2CH3OH＋H2O

已知：

CO2(g)＋3H2(g)CH3OH(g)＋H2O(g) △H＝－a kJ·mol－1；

2H2(g)＋O2(g)＝2H2O(g) △H＝－b kJ·mol－1；

H2O(g)＝H2O(l) △H＝－c kJ·mol－1；

CH3OH(g)＝CH3OH(l) △H＝－d kJ·mol－1，

則表示CH3OH(l)燃燒熱的熱化學(xué)方程式為：_________________________________；

（3）光氣 (COCl2)是一種重要的化工原料，用于農(nóng)藥、醫(yī)藥、聚酯類材料的生產(chǎn)，工業(yè)上通過(guò)Cl2(g)＋CO(g) COCl2(g)制備。左圖為此反應(yīng)的反應(yīng)速率隨溫度變化的曲線，右圖為某次模擬實(shí)驗(yàn)研究過(guò)程中容器內(nèi)各物質(zhì)的濃度隨時(shí)間變化的曲線。回答下列問(wèn)題：

①0~6 min內(nèi)，反應(yīng)的平均速率v(Cl2)＝ ；

②若保持溫度不變，在第7min 向體系中加入這三種物質(zhì)各2mol，則平衡向____________________

移動(dòng)(填“向正反應(yīng)方向”、“向逆反應(yīng)方向”或“不”)；

③若將初始投料濃度變?yōu)閏(Cl2)=0.7mol/L、c(CO)=0.5mol/L、c(COCl2)_________ mol/L，保持反應(yīng)溫度不變，則最終達(dá)到化學(xué)平衡時(shí)，Cl2的體積分?jǐn)?shù)與上述第6min時(shí)Cl2的體積分?jǐn)?shù)相同；

④隨溫度升高，該反應(yīng)平衡常數(shù)變化的趨勢(shì)是__________；(填“增大”、“減小”或“不變”)

⑤比較第8min反應(yīng)溫度T（8）與第15min反應(yīng)溫度T(15)的高低：T（8）_______T(15)(填“＜”、“＞”或“=”)

Answer 1

【答案】

（1）NO2-e-+H2O=NO3-+2H+

（2） CH3OH(l)+O2(g)=CO2(g)+2H2O(l)△H=-(c+2d-a-b)kJmol-1

（3）①0.15 molL-1min -1 ②平衡正向移動(dòng) ③ 0.5 ④ 減小 ⑤＜

【解析】

試題分析：（1）NO2在負(fù)極上失去電子發(fā)生氧化反應(yīng)轉(zhuǎn)化為NO3-，故電極反應(yīng)式為NO2-e-+H2O=NO3-+2H+；

（2）應(yīng)用蓋斯定律解題，△H=-△H1-△H2+△H3+2△H4=-(c+2d-a-b)kJmol-1，所以CH3OH(l)燃燒熱的熱化學(xué)方程式為CH3OH(l)+O2(g)=CO2(g)+2H2O(l)△H=-(c+2d-a-b)kJmol-1；

（3）①由圖可知，6min時(shí)Cl2的平衡濃度為0.3mol/L，濃度變化為1.2mol/L-0.3mol/L=0.9mol/L，則v(Cl2)==0.15 molL-1min -1；

②8min時(shí)，平衡時(shí)c(Cl2)=0.3mol/L、c(CO)=0.1mol/L、c(COCl2)=0.9mol/L，則原平衡時(shí)n(Cl2)：n(CO)：n(COCl2)=3：1：9，現(xiàn)在第8 min 加入體系中的三種物質(zhì)各1 mol，則反應(yīng)物的濃度增大程度大些，平衡正向移動(dòng)；

③最終達(dá)到化學(xué)平衡時(shí)，Cl2的體積分?jǐn)?shù)與上述第6min時(shí)Cl2的體積分?jǐn)?shù)相同，即與開(kāi)始平衡為等效平衡，完全轉(zhuǎn)化到左邊滿足Cl2濃度為1.2mol/L、CO濃度為1.0mol/L，則：0.7ol/L+c(COCl2)=1.2mol/L，c(CO)=0.5mol/L+c(COCl2)=1.0mol/L，故c(COCl2)=0.5mol/L；

④由圖1可知，升溫平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng)，正反應(yīng)為放熱反應(yīng)，所以溫度高，平衡常數(shù)減��；

⑤根據(jù)圖象，第8min反應(yīng)處于平衡狀態(tài)，在第10分鐘時(shí)是改變溫度使平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng)，由④升溫平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng)，可知正反應(yīng)為放熱反應(yīng)，升高溫度平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng)，故T（8）＜T(15)。