Question

【題目】對氮、碳及其化合物的研究具有重要意義。

（1）用肼(N2H4）為燃料，四氧化二氮做氧化劑，兩者反應生成氮氣和氣態(tài)水。

已知：N2(g）+2O2(g）=N2O4(g）△H1K1

N2H4(g）+O2(g）=N2(g）2H2O(g）△H2K2

則2N2H4(g）+ N2O4(g）=3N2(g）+ 4H2O(g） △H＝ (用△H1、△H2表示），該反應的化學平衡常數(shù)K = (用K1、K2表示）

（2）汽車尾氣轉化反應：NO＋CO→N2＋CO2(未配平）,將NO和CO轉化為和N2和CO2，實現(xiàn)除污，每生成1molN2還原劑失去電子數(shù)為 。

（3） 大氣污染物氮氧化物可以用活性炭還原法處理。某研究小組向某2L的密閉容器中加入一定量的活性炭和NO，發(fā)生反應C(s）＋2NO(g） N2(g）＋CO2 (g）。在T1℃時，反應進行到不同時間(t）測得各物質的物質的量(n）如下

t(min） n(mol）	0	10	20	30	40	50
NO	2.00	1.16	0.80	0.80	0.96	0.96
N2	0	0.42	0.60	0.60	0.72	0.72
CO2	0	0.42	0.60	0.60	0.72	0.72

0~10min內，NO的平均反應速率v(NO）= ；T1℃時，該反應的平均常數(shù)K= 。

②30min后，只改變某一條件，反應重新達到平衡，根據(jù)上表的數(shù)據(jù)判斷改變的條件可能是 (填字母編號）。

a．加入一定量的活性炭 b．通入一定量的NO

c．恒溫時，充入一定量的氦氣 d．加入適量的催化劑

（4）氨燃料電池使用的電解質溶液是2mol·L-1的KOH溶液，電池反應為：4NH3+3O2=2N2+6H2O，放電時，該電池正極的電極反應式為 。

（5）不能作為判斷反應達到化學平衡狀態(tài)的依據(jù)是 (填字母序號）。

A．容器內CO2的濃度保持不變

B．v正(N2）=2v逆(NO）

C．容器內壓強保持不變

D．混合氣體的密度保持不變

E．混合氣體的平均相對分子質量保持不變

Answer 1

【答案】（1）2△H2—△H1(1分） K22/K1(1分）

（2）4NA或4×6.02X1023(2分）

（3）①0.042mol·L-1·min-1(2分） 0.56(或9/16）(2分） ②b(1分）

（4）O2+2H2O+4e-=4OH-(2分）

（5）BC(2分）

【解析】

試題分析：（1）已知：①N2(g）+2O2(g）=N2O4(g）△H1

②N2H4(g）+O2(g）=N2(g）+2H2O(g）△H2

根據(jù)蓋斯定律，②×2-①可得：2N2H4(g）+N2O4(g）=3N2(g）+4H2O(g），則△H=2△H2-△H1，該反應平衡常數(shù)K=K22/K1；

（2）反應中N元素化合價由+2價降低為0價，每生成1molN2還原劑失去電子數(shù)為1mol×4×6.02×1023mol-1=4×6.02×1023；

（3）①①0～10min內，NO的平均反應速率v(NO）==0.042mol/(L．min）；

由表中數(shù)據(jù)可知，20min時處于平衡狀態(tài)，反應前后氣體的體積不變，用物質的量代替濃度計算平衡常數(shù)，則K==9/16；②反應重新達到平衡，NO增大0.16mol，N2、CO2 均增大0.08mol，等于化學計量數(shù)之比，應是通入一定量的NO，故選b；

（4）氨燃料電池使用的電解質溶液是KOH溶液，電池反應為：4NH3+3O2=2N2+6H2O．放電時，正極發(fā)生還原反應，氧氣在正極獲得電子，堿性條件下生成氫氧根離子，正極電極反應式為：O2+2H2O+4e-=4OH-；

（5）A．容器內CO2的濃度保持不變，可判斷反應達到平衡狀態(tài)，故A正確； B．v正(N2）=2v逆(NO），兩速率比不等于化學計量數(shù)之比，反應沒有達到平衡狀態(tài)，故B正確；C．反應體系，氣態(tài)反應物與氣態(tài)生成物系數(shù)和相等，容器內壓強保持不變，無法判斷反應達到平衡狀態(tài)，故C錯誤；D．反應體系中C為固體，則混合氣體的密度保持不變，可知反應達到平衡狀態(tài)，故C正確；E．反應體系中C為固體，氣態(tài)反應物與氣態(tài)生成物系數(shù)和相等，則混合氣體的平均相對分子質量保持不變，可推知反應達到平衡狀態(tài)，故E正確，答案為BC。