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?85．8 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(shuō)法中能說(shuō)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(duì)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_(kāi)___     。
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(guò)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

（1）－904.8kJ·mol^－1  （2）①0.1875mol/(L·min) ②B  ③ ABE
（3）①CH₃OH ②O₂＋4e^－＋4H^＋=2H₂O ③Al^3＋＋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(guò)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(shuō)明v_正=v_逆，A正確；
B．條件一定，混合氣體的平均相對(duì)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(duì)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(shuō)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(shuō)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(yáng)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(yáng)極，發(fā)生電極反應(yīng)：Al→Al^3＋+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Al^3＋+3HCO₃^－=Al（OH）3↓+3CO₂↑，溶液逐漸變渾濁，故答案為：Al^3＋＋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。