Question

5．研究含氮化合物具有重要意義．

（1）反應(yīng)2NO（g）+2CO（g）?N₂（g）+2CO₂（g），可用于消除汽車尾氣中的有害氣體．向恒容密閉容器中充入NO和CO的混合氣體，部分物質(zhì)的濃度變化如圖1所示，則在4～6min時(shí)反應(yīng)的平均速率v（N₂）為0.005mol•L^-1．第8min時(shí)改變的條件為升溫，則該反應(yīng)的△H＜0（填“＞”或“＜”）；
16min時(shí)改反應(yīng)重新達(dá)到平衡的依據(jù)是ad（填字母）
a．單位時(shí)間內(nèi)生成a mol CO₂同時(shí)生成a mol CO
b．容器內(nèi)NO與N₂的物質(zhì)的量之比為2：1
c.2v（CO）_正=v（N₂）_逆
d．容器內(nèi)的壓強(qiáng)保持不變
e．容器內(nèi)的氣體密度保持不變
（2）一定溫度下，在容積為1L的恒容密閉容器中充入2 mol N₂O₃，發(fā)生反應(yīng)：
①N₂O₃（g）?N₂O（g）+O₂（g）；
②N₂O₃（g）+O₂（g）?N₂O₅（g），
平衡時(shí)，測得c（N₂O₅）為0.7mol•L^-1，c（O₂）為0.5 mol•L^-1，則c（N₂0）=1.2mol•L^-1，該溫度下反應(yīng)②的平衡常數(shù)為14mol•L^-1．
（3）尿素燃料電池是一種新開發(fā)的環(huán)保電池，其工作原理如圖2．OH⁺離子導(dǎo)體中OH^-移動(dòng)的方向?yàn)橄蜃螅ㄌ睢跋蜃蟆被颉跋蛴摇保�，電極A是電池的負(fù)極，電極反應(yīng)式為CO（NH₂）₂+6OH^--6e^-=CO₂↑+N₂↑+5H₂O．

Answer 1

分析 （1）先計(jì)算CO的反應(yīng)速率，再根據(jù)同一可逆反應(yīng)中同一時(shí)間段內(nèi)各物質(zhì)的反應(yīng)速率之比等于其計(jì)量數(shù)之比計(jì)算v（N₂）；
升高溫度CO的濃度增大，平衡逆向移動(dòng)，升高溫度平衡向吸熱反應(yīng)方向移動(dòng)；
可逆反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)時(shí)，正逆反應(yīng)速率相等，反應(yīng)體系中各物質(zhì)的物質(zhì)的量不變、物質(zhì)的量濃度不變、百分含量不變，以及由此引起的一系列物理量不變；
（2）根據(jù)方程式知，c（N₂0）=c（O₂）+c（N₂O₅）=0.5mol/L+0.7mol/L=1.2mol/L；
根據(jù)方程式知，剩余c（N₂O₃）=$\frac{2mol}{1L}$-1.2mol/L-0.7mol/L=0.1mol/L，
平衡常數(shù)K=$\frac{c（{N}_{2}{O}_{5}）}{c（{N}_{2}{O}_{3}）．c（{O}_{2}）}$；
（3）根據(jù)圖知，該燃料電池中，通入氧化劑的電極B是正極，則A是負(fù)極，放電時(shí)，電解質(zhì)溶液中陰離子向負(fù)極移動(dòng)，負(fù)極上尿素失電子生成水、氮?dú)夂投�氧化碳�?/p>

解答 解：（1）v（CO）=$\frac{0.08-0.06}{6-4}$mol/（L．min）=0.01mol/（L．min），再根據(jù)同一可逆反應(yīng)中同一時(shí)間段內(nèi)各物質(zhì)的反應(yīng)速率之比等于其計(jì)量數(shù)之比得v（N₂）=$\frac{1}{2}$v（CO）=$\frac{1}{2}$×0.01 mol/（L．min）=0.005mol/（L．min）；
升高溫度平衡向吸熱反應(yīng)方向移動(dòng)，升高溫度CO的濃度增大，平衡逆向移動(dòng)，則正反應(yīng)是放熱反應(yīng)，△H＜0；
可逆反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)時(shí)，正逆反應(yīng)速率相等，反應(yīng)體系中各物質(zhì)的物質(zhì)的量不變、物質(zhì)的量濃度不變、百分含量不變，以及由此引起的一系列物理量不變，
a．單位時(shí)間內(nèi)生成a mol CO₂同時(shí)生成a mol CO，正逆反應(yīng)速率相等，反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)，故正確；
b．容器內(nèi)NO與N₂的物質(zhì)的量之比為2：1，該反應(yīng)可能達(dá)到平衡狀態(tài)也可能沒有達(dá)到平衡狀態(tài)，與反應(yīng)初始物質(zhì)的量和轉(zhuǎn)化率有關(guān)，故錯(cuò)誤；
c．當(dāng)v（CO）_正=2v（N₂）_逆，該反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)，則2v（CO）_正=v（N₂）_逆沒有達(dá)到平衡狀態(tài)，故錯(cuò)誤；
d．該反應(yīng)的反應(yīng)前后是氣體體積減小的可逆反應(yīng)，當(dāng)容器內(nèi)的壓強(qiáng)保持不變時(shí)，正逆反應(yīng)速率相等，反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)，故正確；
e．容器內(nèi)氣體質(zhì)量、體積都不變，所以容器內(nèi)的氣體密度始終不變，不能據(jù)此判斷平衡狀態(tài)，故錯(cuò)誤；
故選ad；
故答案為：0.005；＜；ad；
（2）根據(jù)方程式知，c（N₂0）=c（O₂）+c（N₂O₅）=0.5mol/L+0.7mol/L=1.2mol/L；
根據(jù)方程式知，剩余c（N₂O₃）=$\frac{2mol}{1L}$-1.2mol/L-0.7mol/L=0.1mol/L，
平衡常數(shù)K=$\frac{c（{N}_{2}{O}_{5}）}{c（{N}_{2}{O}_{3}）．c（{O}_{2}）}$=$\frac{0.7}{0.1×0.5}$L/mol=14L/mol，
故答案為：1.2；14；
（3）根據(jù)圖知，該燃料電池中，通入氧化劑的電極B是正極，則A是負(fù)極，放電時(shí)，電解質(zhì)溶液中陰離子向負(fù)極移動(dòng)，所以氫氧根離子向左移動(dòng)，負(fù)極上尿素失電子生成水、氮?dú)夂投�氧化碳，電極反應(yīng)式為CO（NH₂）₂+6OH^--6e^-=CO₂↑+N₂↑+5H₂O，
故答案為：向左；負(fù)；CO（NH₂）₂+6OH^--6e^-=CO₂↑+N₂↑+5H₂O．

點(diǎn)評 本題考查化學(xué)平衡計(jì)算、化學(xué)平衡狀態(tài)判斷、原電池原理等知識點(diǎn)，側(cè)重考查基本計(jì)算、基本理論，注意（2）中第一步生成的氧氣在第二步中發(fā)生反應(yīng)，為易錯(cuò)點(diǎn)，難點(diǎn)是（3）題電極反應(yīng)式的書寫．