Question

非金属及其化合物在工农业生产、生活中有着重要应用，减少非金属的氧化物在大气中的排放是环境保护的重要内容之一。

⑴已知：N₂(g)+O₂(g)=2NO(g)    △H=+180.5kJ·mol^-1

C(s)+O₂(g)=CO₂(g)    △H=-393.5 kJ·mol^-1

2C(s)+O₂(g)=2CO(g)    △H=-221kJ·mol^-1

若某反应的平衡常数表达式为：K=，请写出此反应的热化学方程式_________________。

(2)N₂O₅在一定条件下可发生分【解析】
2N₂O₅(g) 4NO₂(g)＋O₂(g)。△H>0。某温度下测得恒容密闭容器中N₂O₅浓度随时间的变化如下表：

t/min	0.00	1.00	2.00	3.00	4.00	5.00
c(N2O5)/(mo·L^-1)	1.00	0.71	0.50	0.35	0.25	0.17

反应开始时体系压强为P₀，第3.00min时达到平衡体系压强为p₁，则p₁：p₀＝_____________ ；1.00min~3.00min内，O₂的平均反应速率为________________。从表中可知化学反应速率变化规律是___________________。

①该温度下反应的平衡常数K_p=____________(用平衡分压代替平衡浓度计算，分压=总压×物质的量的分数，请列出用P₀表示平衡常数表达式，不用计算)。

②一定温度下，在恒容密闭容器中充入一定量N₂O₅进行该反应，能判断反应已达到化学平衡状态的是_______________。

a.容器中压强不再变化        b.NO₂和O₂的体积比保持不变

c.2v正(NO₂)＝v逆(N₂O₅)      d.混合气体的密度保持不变

(3)从N₂O₅可通过电解或臭氧氧化N₂O₄的方法制备。电解装置如图所示(隔膜用于阻止水分子通过)，其阳极反应式为________________。

Answer

2NO(g)+2CO(g)N2(g)+2CO2(g) △H=-746·5 kJ·mol-1 1.975 0.09 mol·L-1·min-1 随反应时间进行，反应物浓度降低，化学反应速率减少 a (1.3 P0)4 (0.325 P0) / (0.35 P0)2 N2O4 + 2NO3--2e- = 2N2O5

【解析】试题分析：本题以氮的氧化物载体考查学生化学平衡常数、热化学方程式的书写、盖斯定律、化学反应速率、电极反应式的书写等问题。

⑴根据平衡常数的定义可知，该反应为：2NO(g) + 2CO(g)= N2(g)+ 2CO2(g)，由盖斯定律可知：△H= —180.5kJ·mol-1+221kJ·mol-1—2×393.5 kJ·mol-1=-746·5 kJ·mol-1，故方程式为：2NO(g)+2CO(g)N2(g)+2CO2(g) △H=-746·5 kJ·mol-1；

(2)压强之比等于物质的量之比，第3.00min时, c(N2O5)= 0.35 mo·L-1，c(NO2)=1.3 mo·L-1, c(O2)=0.325 mo·L-1,设容器的体积为VL，p1：p0=；化学反应速率之比等于化学计量数之比， ；随反应时间进行，反应物浓度降低，化学反应速率减少；②此反应前后为气体化学计量数减小的反应，故恒容条件下容器中压强不再变化，说明反应达到平衡，a项正确；相同条件下，NO2和O2的体积比始终等于化学计量数之比，保持不变，b项错误；不同物质的正逆反应速率之比等于化学计量数之比，故v正(NO2)＝2v逆(N2O5)，c项错误； ，因参与此反应的物质均为气体，遵循质量守恒，故m(气体)不变，恒容条件下，V不变，故混合气体的密度为不变量，d项错误；(3)N2O4和硝酸在阳极反应生成N2O5，电极方程式为或N2O4 + 2NO3--2e- = 2N2O5。

【点晴】本题从知识上考查了热化学方程式、盖斯定律，外界条件对化学反应速率和化学平衡的影响，考查了学生对知识理解、综合运用能力。将热化学方程式、盖斯定律，外界条件对化学反应速率和化学平衡的影响，减少非金属的氧化物在大气中的排放是环境保护的重要内容之一,与环境问题联系起来，充分体现了学以致用的目的，更突显了化学是一门实用性的学科的特点。