Question

（16分）Ⅰ．已知下列反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為：

C(s) + O2(g)CO2(g) ΔH1 = -393.5 kJ/mol

CH3COOH(l) + 2O2(g)2CO2(g) + 2H2O(l) ΔH 2 = -870.3 kJ/mol

2H2(g) + O2(g) 2H2O(l) ΔH 3 = -571.6 kJ/mol

請計算2C(s) + 2H2(g) + O2(g)CH3COOH(l) ΔH 4 = 。

Ⅱ．在某溫度下，物質(zhì)(t－BuNO)2在正庚烷或CCl4溶劑中均可以發(fā)生反應(yīng)：

(t－BuNO)2 2(t－BuNO)

該溫度下該反應(yīng)在CCl4溶劑中的平衡常數(shù)為1.4 mol/L。

（1）向1 L正庚烷中加入0.50 mol (t-BuNO)2，10 min時反應(yīng)達平衡，此時(t-BuNO)2的平衡轉(zhuǎn)化率為60%（假設(shè)反應(yīng)過程中溶液體積始終為1 L）。反應(yīng)在前10 min內(nèi)的平均速率為v(t-BuNO)= 。計算上述反應(yīng)的平衡常數(shù)K。(寫出計算過程，計算結(jié)果保留3位有效數(shù)字)

（2）有關(guān)反應(yīng)：(t－BuNO)2 2(t－BuNO) 的敘述正確的是________

A．壓強越大，反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率越大 B．溫度升高，該平衡一定向右移動

C．溶劑不同，平衡常數(shù)K值不同

（3）通過比色分析得到40℃時(t－BuNO)2和(t－BuNO)濃度隨時間的變化關(guān)系的幾組數(shù)據(jù)如下表所示，請在同一圖中繪出(t－BuNO)2和（t－BuNO）濃度隨時間的變化曲線。

時間（min）	0	1	3	5	7	9	11
c(t－BuNO)2 mol/L	0.05	0.03	0.01	0.005	0.003	0.002	0.002
c(t－BuNO) mol/L	0	0.04	0.08	0.09	0.094	0.096	0.096

Ⅲ．甲醇燃料電池的電解質(zhì)溶液是KOH溶液。則通入甲醇的電極反應(yīng)式為 。若通空氣的電極上有32g O2參加反應(yīng)，則反應(yīng)過程中轉(zhuǎn)移了______ mol e－。

 

Answer 1

（16分）

Ⅰ．－488.3kJ/mol

Ⅱ．（1）ν（t-BuNO）=0.06mol?L-1?min-1

【解析】

（t-BuNO）2 2（t-BuNO）

開始濃度（mol?L-1） 0.50 0

轉(zhuǎn)化濃度（mol?L-1） 0.50×60% 0.50×60%×2

平衡濃度（mol?L-1） 0.50×（1-60%） 0.50×60%×2

K===1.80mol/L

（2）C

（3）

Ⅲ．CH3OH + 8OH- -6 e－= CO32- + 6H2O 4

【解析】

試題分析：Ⅰ、根據(jù)蓋斯定律，2C(s)＋2H2(g)＋O2(g)＝CH3COOH(l)的反應(yīng)熱為ΔH4==ΔH 1×2+ΔH 3×2-ΔH 2＝－488.3 kJ/mol。Ⅱ、（1）已知（t-BuNO）2的初始物質(zhì)的量為0.5mol及體積為1L，可求得其初始濃度為0.50mol/L，同時知道，（t-BuNO）2的轉(zhuǎn)化率為60%，△c（（t-BuNO）2）=0.3 mol/L，由方程式可知：v(t-BuNO)=2 v(t-BuNO)2=2×[(0.3mol/L)÷10min]= 0.06mol?L-1?min-1；利用三段式計算K值：

（t-BuNO）2 2（t-BuNO）

開始濃度（mol?L-1） 0.50 0

轉(zhuǎn)化濃度（mol?L-1） 0.50×60% 0.50×60%×2

平衡濃度（mol?L-1） 0.50×（1-60%） 0.50×60%×2

可解得：K===1.80mol/L

（2）A、由于該反應(yīng)為非氣體反應(yīng)體系，改變壓強，平衡不移動，反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率不變，錯誤；B、由于題目中的改變溫度，無法知道該反應(yīng)的熱效應(yīng)，改變溫度，無法知道其移動方向，錯誤；C、該溫度下該反應(yīng)在CCl4溶劑中的平衡常數(shù)為1.4 mol/L，在（1）中計算得在正庚烷溶劑中的平衡常數(shù)為1.80mol/L，故不同溶劑中的平衡常數(shù)K值不同，正確，應(yīng)選擇C；（3）根據(jù)40℃時濃度隨時間的變化關(guān)系數(shù)據(jù)表格，在圖中進行描點，然后連城曲線，并做好標(biāo)注，即可：Ⅲ、燃料電池中通入燃料的一極為負(fù)極，而通入O2的一極為正極，由于電解質(zhì)溶液是KOH溶液，顯堿性，可得總反應(yīng)為：2CH3OH+3O2 + 4OH- =2 CO32- + 6H2O，正極反應(yīng)為O2 + 4 e－+ 2H2O =4OH-由總反應(yīng)減去正極反應(yīng)可得負(fù)極反應(yīng)：CH3OH + 8OH- -6 e－= CO32- + 6H2O，注意得失電子數(shù)目相等；32g O2的物質(zhì)的量即為1mol，根據(jù)上述正極反應(yīng)方程式可計算出轉(zhuǎn)移了4 mol e－。

考點：考查蓋斯定律的應(yīng)用、化學(xué)反應(yīng)速率的計算、平衡常數(shù)的計算、化學(xué)平衡的影響因素、繪制平衡圖像以及燃料電池電極反應(yīng)式的書寫和電子轉(zhuǎn)移數(shù)目的計算。