Question

工業(yè)制硝酸的主要反應(yīng)為：4NH3（g）+5O2（g）4NO（g）+6 H2O（g）△H。

（1）已知?dú)錃獾娜紵裏釣?/span>285．8 kJ/mol。

N2（g）+3H2（g）=2NH3（g）? △H=－92．4 kJ/mol;

H2O（1）=H2O（g）△H=+44．0 kJ/mol;

N2（g）+O2（g）=2NO（g）△H=+180．6 kJ/mol。

則上述工業(yè)制硝酸的主要反應(yīng)的△H=???????????????????????? 。

（2）在容積固定的密閉容器中發(fā)生上述反應(yīng)，容器內(nèi)部分物質(zhì)的物質(zhì)的量濃度如下表：

①反應(yīng)在第2 min到第4 min時(shí)，O2的平均反應(yīng)速率為?????????????????? 。

②反應(yīng)在第6 min時(shí)改變了條件，改變的條件可能是????????? （填序號(hào)）。

A．使用催化劑????? B．升高溫度? C．減小壓強(qiáng)????? D．增加O2的濃度

③下列說法中能說明4NH3（g）+5O2（g）4NO（g）+6 H2 O（g）達(dá)到平衡狀態(tài)的是??????? （填序號(hào)）。

A．單位時(shí)間內(nèi)生成n mol NO的向時(shí)，生成n mol NH3

B．條件一定，混合氣體的平均相對分子質(zhì)量不再變化

C．百分含量w（NH3）=w（NO）

D．反應(yīng)速率v（NH3）：u（O2）：v（NO）：v（H2O）=4：5：4：6

E．若在恒溫恒壓下容積可變的容器中反應(yīng)，混合氣體的密度不再變化

（3）某研究所組裝的CH3OH－O2燃料電池的工作原理如圖所示。

①該電池工作時(shí)，b口通入的物質(zhì)為____????? 。

②該電池正極的電極反應(yīng)式為：???????????????????????? 。

③以此電池作電源，在實(shí)驗(yàn)室中模擬鋁制品表面“鈍化”處理（裝置如圖所示）的過程中，發(fā)現(xiàn)溶液逐漸變渾濁并有氣泡產(chǎn)生，其原因可能是?????????????????????????????????? （用相關(guān)的離子方程式表示）。

 

 

Answer 1

【答案】

（1）－904.8kJ·mol－1?? （2）①0.1875mol/(L·min)? ②B?? ③ ABE

（3）①CH3OH? ②O2＋4e－＋4H＋=2H2O? ③Al3＋＋3HCO3－=Al(OH)3＋3CO2(Al－3e－＋3HCO3-Al(OH)3＋3CO2也給分)

【解析】

試題分析：（1）H2（g）+1/2O2（g）═H2O（l）△H=－285.8kJ·mol－1①

N2（g）+3H2（g）??? 2NH3（g）? △H=－92．4 kJ/mol????? ②

H2O（1）??? H2O（g）△H=+44．0 kJ/mol??????? ③

N2（g）+O2（g）??? 2NO（g）△H=+180．6 kJ/mol? ④

根據(jù)蓋斯定律，由方程式①×6－②×2③×6+④×2得工業(yè)制硝酸的主要反應(yīng)為：4NH3（g）+5O2（g）4NO（g）+6 H2O（g）△H＝－904.8kJ·mol－1；

（2））①氨氣的平均化學(xué)反應(yīng)速率為v= = =0.015 mol·L－1·min－1，同一化學(xué)反應(yīng)同一時(shí)間段內(nèi)，各物質(zhì)的反應(yīng)速率之比等于計(jì)量數(shù)之比，所以氧氣的平均化學(xué)反應(yīng)速率為0.1875mol·L－1·min－1；

②通過圖表比較起始到第6min和第6min到第8min時(shí)知，反應(yīng)物濃度變大和生成物濃度變小，逆向移動(dòng)，所以改變的條件是升高溫度；B正確，使用催化劑，平衡不移動(dòng)，A錯(cuò)誤；減小壓強(qiáng)和增加O2的濃度，正向移動(dòng)，CD錯(cuò)誤；故答案為：B；

③A．單位時(shí)間內(nèi)生成n mol NO的向時(shí)，生成n mol NH3，說明v正=v逆，A正確；

B．條件一定，混合氣體的平均相對分子質(zhì)量不再變化，方程式兩邊氣體的化學(xué)計(jì)量數(shù)之和不相等，氣體的物質(zhì)的量是個(gè)變化的量，氣體的質(zhì)量始終不變，所以混合氣體的平均相對分子質(zhì)量不變，證明正逆反應(yīng)速率相等，達(dá)到了平衡狀態(tài)，B正確；

C．百分含量w（NH3）=w（NO），不能說明v正=v逆，C錯(cuò)誤；

D．反應(yīng)速率v（NH3）：u（O2）：v（NO）：v（H2O）=4：5：4：6，不能說明v正=v逆，D錯(cuò)誤；

E．由于反應(yīng)方程式兩邊氣體的質(zhì)量不變，容器的容積不變，所以混合氣體的密度可變，因此混合氣體的密度是一個(gè)變量，可以判斷是否達(dá)到了平衡狀態(tài)，E正確；

（3）①在甲醇燃料電池中，燃料甲醇作負(fù)極，氧氣作正極，電解質(zhì)中的陽離子移向正極，所以c口通入的物質(zhì)為氧氣，b口通入的物質(zhì)為甲醇；? ②該電池正極是氧氣發(fā)生得電子的還原反應(yīng)，電極反應(yīng)式為：O2+4e－+4H＋=2H2O，? ③在電解池中，金屬鋁為陽極，發(fā)生電極反應(yīng)：Al→Al3＋+3e－，鋁離子會(huì)和碳酸氫根離子之間發(fā)生雙水解反應(yīng)生成氫氧化鋁沉淀和二氧化碳，即Al3＋+3HCO3－=Al（OH）3↓+3CO2↑，溶液逐漸變渾濁，故答案為：Al3＋＋3HCO3－=Al(OH)3＋3CO2(Al－3e－＋3HCO3－=Al(OH)3＋3CO2)。

考點(diǎn)：考查學(xué)生有關(guān)化學(xué)反應(yīng)原理的綜合題目。