Question

8．為了有效控制霧霾，各地積極采取措施改善大氣質(zhì)量，研究并有效控制空氣中的氮氧化物含量、使用清潔能源顯得尤為重要．
（1）已知：4NH₃（g）+5O₂（g）═4NO（g）+6H₂O（g）△H=-905.48kJ•mol^-1
N₂（g）+O₂（g）═2NO（g）△H=+180.50kJ•mol^-1
則4NH₃（g）+6NO（g）═5N₂（g）+6H₂O（g）的△H=4NH₃（g）+6NO（g）=5N₂（g）+6H₂O（g）△H=-1807.98kJ/mol．
（2）某化學(xué)小組查閱資料知2NO（g）+O₂（g）═2NO₂（g）的反應(yīng)歷程分兩步：
第一步：2NO（g）═N₂O₂（g） （快）△H₁＜0
v_1正=k_1正c²（NO）；v_1逆=k_1逆c（N₂O₂）
第二步：N₂O₂（g）+O₂（g）═2NO₂（g） （慢）△H₂＜0
v_2正=k_2正c（N₂O₂）c（O₂）；v_2逆=k_2逆c²（NO₂）
①2NO（g）+O₂（g）═2NO₂（g）的反應(yīng)速率主要是由第二步（填“第一步”或“第二步”）反應(yīng)決定．
②一定溫度下，反應(yīng)2NO（g）+O₂（g）═2NO₂（g）達(dá)到平衡狀態(tài)，請(qǐng)寫出用k_1正、k_1逆、k_2正、k_2逆表示的平衡常數(shù)表達(dá)式K=$\frac{{k}_{1正}•{k}_{2正}}{{k}_{1逆}•{k}_{2逆}}$．升高溫度，K值減�。ㄌ睢霸龃蟆�、“減小”或“不變”）．
（3）利用活性炭涂層排氣管處理NO_x的反應(yīng)為：xC（s）+2NO_x（g）═N₂（g）+xCO₂（g）△H＜0
理論上，適當(dāng)增加汽車排氣管（內(nèi)壁為活性炭涂層）長(zhǎng)度能（填“能”或“不能”）使NO_x更加有效地轉(zhuǎn)化為無毒尾氣而排放，其原因是增加排氣管長(zhǎng)度，相當(dāng)于增大了NO_x與活性炭涂層的接觸面積，能加快化學(xué)反應(yīng)速率；延長(zhǎng)了二者的接觸時(shí)間，使反應(yīng)更充分．
（4）一定量的CO₂與足量的碳在體積可變的恒壓密閉容器中反應(yīng)：C（s）+CO₂（g）?2CO（g）．平衡時(shí)，體系中氣體體積分?jǐn)?shù)與溫度的關(guān)系如圖所示：

800℃時(shí)，反應(yīng)達(dá)平衡時(shí)CO₂的轉(zhuǎn)化率為86.9%（保留一位小數(shù)）．
（5）氫氣是一種重要的清潔能源，Mg₂Cu是一種儲(chǔ)氫合金．350℃時(shí)，Mg₂Cu與H₂反應(yīng)，生成MgCu₂和僅含一種金屬元素的氫化物（其中氫的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.077）．Mg₂Cu與H₂反應(yīng)的化學(xué)方程式為2Mg₂Cu+3H₂$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$MgCu₂+3MgH₂．

Answer 1

分析 （1）已知①4NH₃（g）+5O₂（g）=4NO（g）+6H₂O（g）；△H=-905.48kJ•mol^-l
②N₂（g）+O₂（g）=2NO（g）；△H=180.50kJ•mol^-l
根據(jù)蓋斯定律，①+②×5得到：4NH₃（g）+6NO（g）=5N₂（g）+6H₂O（g）
（2）①已知總反應(yīng)的快慢由慢的一步?jīng)Q定，
②由反應(yīng)達(dá)平衡狀態(tài)，所以v_1正=v_1逆、v_2正=v_2逆，所以v_1正×v_2正=v_1逆×v_2逆，而正反應(yīng)是放熱反應(yīng)，所以升高溫度，平衡常數(shù)減�。�
（3）增加排氣管長(zhǎng)度，增大了相當(dāng)于增大了固體的接觸面積，加快了化學(xué)反應(yīng)速率；
（4）由圖可知，800℃時(shí)，反應(yīng)達(dá)平衡后CO的體積分?jǐn)?shù)為93%，設(shè)開始加入的二氧化碳為1mol，根據(jù)三段式進(jìn)行計(jì)算；
（5）令金屬氫化物為RH_x，金屬R的相對(duì)分子質(zhì)量為a，則$\frac{x}{a+x}$=0.077，即923x=77a，X為金屬的化合價(jià)，討論可得x=2，a=24，故該金屬氫化物為MgH₂．

解答 解：（1）已知①4NH₃（g）+5O₂（g）=4NO（g）+6H₂O（g）；△H=-905.48kJ•mol^-l
②N₂（g）+O₂（g）=2NO（g）；△H=180.50kJ•mol^-l
氨氣被一氧化氮氧化生成氮?dú)夂蜌鈶B(tài)水的熱化學(xué)方程式依據(jù)蓋斯定律，結(jié)合熱化學(xué)方程式合并計(jì)算：①+②×5得到：
4NH₃（g）+6NO（g）=5N₂（g）+6H₂O（g）△H=-1807.98kJ/mol，
故答案為：4NH₃（g）+6NO（g）=5N₂（g）+6H₂O（g）△H=-1807.98kJ/mol．
（2）①第二步：N₂O₂（g）+O₂（g）═2NO₂（g） （慢），主要是由第二步?jīng)Q定反應(yīng)速率，
故答案為：第二步；
②由反應(yīng)達(dá)平衡狀態(tài)，所以v_1正=v_1逆、v_2正=v_2逆，所以v_1正×v_2正=v_1逆×v_2逆，即k_1正c²（NO）×k_2正c（N₂O₂）c（O₂）=k_1逆c（N₂O₂）×k_2逆c²（NO₂），則是K=$\frac{{c}^{2}（N{O}_{2}）}{c（{N}_{2}{O}_{2}）•c（{O}_{2}）}$=$\frac{{k}_{1正}•{k}_{2正}}{{k}_{1逆}•{k}_{2逆}}$，而正反應(yīng)是放熱反應(yīng)，所以升高溫度，平衡常數(shù)減小，
故答案為：$\frac{{k}_{1正}•{k}_{2正}}{{k}_{1逆}•{k}_{2逆}}$；減��；
（3）增加排氣管長(zhǎng)度，增大了相當(dāng)于增大了固體的接觸面積，加快了化學(xué)反應(yīng)速率，
故答案為：能；增加排氣管長(zhǎng)度，相當(dāng)于增大了NO_x與活性炭涂層的接觸面積，能加快化學(xué)反應(yīng)速率；延長(zhǎng)了二者的接觸時(shí)間，使反應(yīng)更充分；
（4）由圖可知，800℃時(shí)，反應(yīng)達(dá)平衡后CO的體積分?jǐn)?shù)為93%，設(shè)開始加入的二氧化碳為1mol，轉(zhuǎn)化了xmol，
則有C（s）+CO₂（g）?2CO（g）
開始             1                0
轉(zhuǎn)化             x               2x
平衡；        1-x               2x
所以$\frac{2x}{1-x+2x}$×100%=93%，解得x=0.87mol，則CO₂的轉(zhuǎn)化率為$\frac{0.87}{1}$×100%=86.9%，
故答案為：86.9%；
（5）令金屬氫化物為RH_x，金屬R的相對(duì)分子質(zhì)量為a，則$\frac{x}{a+x}$=0.077，即923x=77a，X為金屬的化合價(jià)，討論可得x=2，a=24，故該金屬氫化物為MgH₂，故反應(yīng)方程式為2Mg₂Cu+3H₂$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$MgCu₂+3MgH₂，
故答案為：2Mg₂Cu+3H₂$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$MgCu₂+3MgH₂．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了蓋斯定律的應(yīng)用、化學(xué)平衡的影響因素，電解質(zhì)溶液和電極反應(yīng)式的書寫，題目綜合性較強(qiáng)，難度中等，側(cè)重于考查學(xué)生的分析能力、以及對(duì)基礎(chǔ)知識(shí)的綜合應(yīng)用能力．