Question

(15分)碳和氮的化合物與人類生產(chǎn)、生活密切相關(guān)。

（1）在一恒溫、恒容密閉容器中發(fā)生反應(yīng)： Ni(s)+4CO(g) Ni(CO)4(g)，H<0。利用該反應(yīng)可以將粗鎳轉(zhuǎn)化為純度達(dá)99．9％的高純鎳。對(duì)該反應(yīng)的說(shuō)法正確的是

(填字母編號(hào))。

A．增加Ni的量可提高CO的轉(zhuǎn)化率，Ni的轉(zhuǎn)化率降低

B．縮小容器容積，平衡右移，H減小

C．反應(yīng)達(dá)到平衡后，充入CO再次達(dá)到平衡時(shí)，CO的體積分?jǐn)?shù)降低

D．當(dāng)4vNi(CO)4=v(CO)時(shí)或容器中混合氣體密度不變時(shí)，都可說(shuō)明反應(yīng)已達(dá)化學(xué)平衡狀態(tài)

（2）CO與鎳反應(yīng)會(huì)造成鎳催化劑中毒。為防止鎳催化劑中毒，工業(yè)上常用SO2將CO氧化，二氧化硫轉(zhuǎn)化為單質(zhì)硫。

已知：C(s)+O2(g)==CO(g) H= -Q1 kJ·mol-1

C(s)+ O2(g)==CO2(g) H= -Q2 kJ·mol-1

S(s)+O2(g)==SO2(g) H= -Q3 KJ·mol-1

則SO2(g)+2CO(g)==S(s)+2CO2(g) H= kJ·mol-1 。

（3）金屬氧化物可被一氧化碳還原生成金屬單質(zhì)和二氧化碳。圖（1）是四種金屬氧化物（Cr2O3、SnO2、PbO2、Cu2O)被一氧化碳還原時(shí)與溫度（t）的關(guān)系曲線圖。

700oC時(shí)，其中最難被還原的金屬氧化物是 (填化學(xué)式)，用一氧化碳還原該金屬氧化物時(shí)，若反應(yīng)方程式系數(shù)為最簡(jiǎn)整數(shù)比，該反應(yīng)的平衡常數(shù)(K)數(shù)值等于 。

（4）NO2、O2和熔融NaNO3可制作燃料電池，其原理如上圖（2）所示。該電池在使用過(guò)程中石墨I(xiàn)電極上生成氧化物Y，其電極反應(yīng)式為 。

若該燃料電池使用一段時(shí)間后，共收集到20mol Y，則理論上需要消耗標(biāo)準(zhǔn)狀況下氧氣的體積為 L。

 

Answer 1

（15分）

（1）C （3分）

（2）－(2Q2－2Q1－Q3) kJ·mol－1或（2Q1－2Q2＋Q3）kJ·mol－1 （3分）

（3）Cr2O3 （3分） 10－12 （2分）

（4）NO2＋NO3－－e－＝N2O5 （2分） 224（2分）

【解析】

試題分析：（1）A、Ni是固體，濃度為常數(shù)，改變用量對(duì)平衡無(wú)影響，反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率不變，錯(cuò)誤；B、一定溫度下給定的化學(xué)方程式的△H不會(huì)隨著平衡移動(dòng)而改變，只與方程式的書寫方式有關(guān)，錯(cuò)誤；C、因外界條件為恒溫恒容、Ni是固體且正反應(yīng)為氣體體積縮小的反應(yīng)，所以反應(yīng)達(dá)到平衡后充入CO，相當(dāng)于在恒溫恒壓條件下達(dá)平衡后又加壓，平衡右移，CO的轉(zhuǎn)化率提高，平衡后其體積分?jǐn)?shù)降低，正確；D、速率關(guān)系未說(shuō)明正、逆，不能判斷是否已達(dá)平衡，錯(cuò)誤。

（2）已知的三個(gè)反應(yīng)分別用①②③表示，運(yùn)用蓋斯定律可得，SO2（g）+2CO（g）═S（s）+2CO2（g）可由—①×2+②×2-③得到，則△H=-（2Q2-2Q1-Q3） kJ?mol-1或（2Q1-2Q2+Q3）kJ?mol-1

（3）700℃時(shí)，越大則K越小，說(shuō)明反應(yīng)進(jìn)行的程度小，金屬氧化物越難被還原，根據(jù)圖像，Cr2O3對(duì)應(yīng)的最大，所以Cr2O3最難被還原；此時(shí)Cr2O3對(duì)應(yīng)的=4，得c(CO2)/c(CO)=10-4，結(jié)合Cr2O3與CO反應(yīng)的化學(xué)方程式Cr2O3+3CO2Cr+3CO2，可得K=[ c(CO2)/c(CO)]3=10-12。

（4）石墨I(xiàn)電極上通入NO2，為負(fù)極，發(fā)生的電極反應(yīng)為：NO2+NO3--e-=N2O5；根據(jù)電池總反應(yīng)4NO2+O2=2N2O5，收集到20molN2O5需消耗O2為10mol，標(biāo)準(zhǔn)狀況下體積為224L。

考點(diǎn)：本題考查化學(xué)平衡、蓋斯定律、圖像的分析、原電池原理及計(jì)算。