Question

在容积为1.00L的容器中，通入一定量的N₂O₄，发生反应N₂O₄(g)2NO₂(g)，随温度的升高，混合气体的平均相对分子质量减小。

回答下列问题：

（1）反应的△H_______0(填“大于”或“小于”)；100℃时，体系中各物质浓度随时间变化如图所示．在0～60s时段，反应速率v(NO₂)为__________mol•L^-1•s^-1。

（2）100℃时达平衡后，改变反应温度为T，c(NO₂)以0.0020mol•L^-1•s^-1的平均速率降低，经10s又达到平衡．则T________100℃(填“大于”或“小于”)，计算温度T时反应的平衡常数K=__________。

（3）有一甲醇燃料电池，采用NaOH作电解质溶液，写出该电池负极反应式______________；用该电池做电源，石墨为电极电解氯化镁溶液，阴极现象为______________。

（4）已知25℃时，Ksp[Fe(OH)₃]=4.0×10^-38，此温度下若在实验室中配制5mol/L100mLFeCl₃溶液，为使配制过程中不出现浑浊现象，则至少需要加入_______mL、2mol/L的盐酸(总体积忽略加入盐酸体积)。

Answer

（1）小于；0.002（2）小于；0.2

（3）CH3OH－6e－+8OH－ =CO32－+6H2O；

有无色气体产生，同时生成白色沉淀（4）2.5

【解析】

试题分析：（1）随温度的升高，混合气体的平均相对分子质量减小，化学平衡向正反应方向移动，即△H＞0；0～60s时段，NO2浓度变化为0.12mol/L，v(NO2)==0.002mol•L-1•s-1； （2）NO2的浓度降低，平衡向逆反应方向移动，由于正反应方向吸热，T＜100℃，故答案为：小于；平衡时，c(NO2)=0.120mol•L-1-0.002mol•L-1•s-1×10s=0.10mol•L-1 c(N2O4)=0.04mol•L-1+0.002mol•L-1•s-1×10s÷2=0.050mol•L-1，K2==0.2mol/L；（3）燃料电池中，负极上燃料失电子发生氧化反应，碱性条件下，甲醇在负极生成碳酸根离子，故a应该通入甲醇，其电极反应式为CH3OH-6e-+8OH-═CO32-+6H2O；用石墨电极电解氯化镁溶液，阴极上氢离子放电生成氢气，溶液显碱性遇镁离子生成白色沉淀。（4）若不出现浑浊现象，则c(Fe3+)×C3(OH-)≤Ksp[Fe(OH)3]，代入有关数据后可求出c(OH-)≤2×10-12mol/L，c(H+)≥mol/L，故至少要加入2.5mL相应的盐酸。

考点：考查化学平衡图象、影响平衡的因素、平衡常数影响因素、化学反应速率的计算、电化学原理及溶度积常数的应用。