Question

Ⅰ. 工业上可通过CO和H₂化合制得CH₃OH: CO(g)+2H₂(g) CH₃OH(g) ΔH  (CO结构式为C≡O)。又知某些化学键的键能(断开 1 mol化学键时所需要的最低能量)数值如下表：

则ΔH ＝_____________，在相应的反应条件下，将 1 mol CO(g)与足量H₂混合充分反应后，则放出或吸收的热量Q ________ ΔH 的数值(填“>”、“＝”或“<”)。

Ⅱ.电化学降解NO₃^-的原理如右图所示。

①电源 A 极为________(填“正极”或“负极”)，阴极反应式为_______________。

②若电解过程中转移了 1 mol 电子，则膜左侧电解液的质量减少量为________g。

Ⅲ.已知NO₂和N₂O₄的相互转化反应：2NO₂(g)N₂O₄(g) ΔH<0。现将一定量NO₂和N₂O₄的混合气体通入一体积为 2L的恒温密闭玻璃容器中，反应物浓度随时间变化关系如下图：

①图中共有两条曲线X和Y，其中曲线________表示NO₂浓度随时间的变化。下列不能说明该反应已达到平衡状态的是________。

A. 容器内混合气体的压强不随时间变化而改变

B. 容器内混合气体的密度不随时间变化而改变

C. 容器内混合气体的颜色不随时间变化而改变

D. 容器内混合气体的平均分子量不随时间变化而改变

②前 10 min内用NO₂表示的化学反应速率v(NO₂)＝________mol/(L·min)。

③反应 25 min 时，若只改变了某一个条件，使曲线发生如上图所示的变化，该条件可能是_____________(用文字表达)；其平衡常数 K(d)________K(b)(填“>”、“＝”或“<”)。

Answer

Ⅰ、-116 kJ•mol-1；＜；

Ⅱ、①正极；2NO3-+10e-+12H+=6H2O+N2↑；②9g；

Ⅲ、①X；B；②0.04；③增大NO2的浓度；=；

【解析】

试题分析：Ⅰ.CH3OH：CO(g)+2H2(g)═CH3OH(g)中的焓变△H1=反应物总键能-生成物总键能，依据图表提供的化学键的键能计算得到△H1 ═ 1072 kJ•mol-1 + 2 × 436 kJ•mol-1-(3 × 413 kJ•mol-1 + 358 kJ•mol-1 + 463 kJ•mol-1) = -116 kJ•mol-1；由于是可逆反应，平衡时1mol CO(g)反应后生成的CH3OH小于1mol，所以放出的热量小于116 kJ，故答案为：-116 kJ•mol-1；＜；

Ⅱ、由图示知在Ag-Pt电极上NO3-发生还原反应，因此Ag-Pt电极为阴极，则B为负极，A为电源正极，在阴极反应是NO3-得电子发生还原反应生成N2，利用电荷守恒与原子守恒知有H2O参与反应且有水生成，所以阴极上发生的电极反应式为：2NO3-+12H++10e-=N2+6H2O，故答案为：正极；2NO3-+10e-+12H+=6H2O+N2↑；

②由图示知在Ag-Pt电极上NO3-发生还原反应，因此Ag-Pt电极为阴极，则B为负极，A为电源正极，转移1mol电子时，阳极(阳极反应为H2O失电子氧化为O2和H+)消耗0.5mol水，产生1molH+进入阴极室，阳极室质量减少9g，故答案为：9 g；

Ⅲ.①由图可知10-25min平衡状态时，X表示的生成物的浓度变化量为(0.6-0.2)mol/L=0.4mol/L，Y表示的反应物的浓度变化量为(0.6-0.4)mol/L=0.2mol/L，X表示的生成物的浓度变化量是Y表示的反应物的浓度变化量的2倍，所以X表示NO2浓度随时间的变化曲线，Y表示N2O4浓度随时间的变化曲线；容器内混合气体的体积不变，质量不变所以密度不变，因此，密度不能判断平衡；故答案为：X；B；

②X表示NO2浓度随时间的变化曲线，Y表示N2O4浓度随时间的变化曲线．由图可知，前10min内，NO2的浓度变化量为(0.6-0.2)mol/L=0.4mol/L，所以υ(NO2)==0.04mol•L-1•min-1，故答案为：0.04；

③由曲线看出25 min时，NO2的浓度突然增大，可知改变的条件为增大NO2的浓度；温度不变，化学平衡常数不变；故答案为：增大NO2的浓度；=；

考点：考查了化学反应速率及化学平衡的影响、化学平衡图象、反应速率计算的相关知识。