Question

【題目】碳和氮是動植物體中的重要組成元素，向大氣中過度排放二氧化碳會造成溫室效應(yīng)，氮氧化物會產(chǎn)生光化學(xué)煙霧，目前，這些有毒有害氣體的處理成為科學(xué)研究的重要內(nèi)容。

（1）已知2．00g的C2H2完全燃燒生成液態(tài)水和二氧化碳?xì)怏w放出99．6kJ熱量，寫出表示C2H2燃燒熱的熱化學(xué)方程式。

（2）利用上述反應(yīng)設(shè)計燃料電池（電解質(zhì)溶液為氫氧化鉀溶液），寫出電池負(fù)極的電極反應(yīng)式。

（3）用活性炭還原法處理氮氧化物,有關(guān)反應(yīng)為：C（s）+2NO（g）N2（g）+CO2（g）。某研究小組向一個容器容積為3L且容積不變的密閉真空容器（固體試樣體積忽略不計）中加入NO和足量的活性炭，在恒溫（T1℃）條件下反應(yīng)，測得不同時間（t）時各物質(zhì)的物質(zhì)的量（n）如表：

物質(zhì) n/mol t/min	NO	N2	CO2
0	2．00	0	0
10	1．16	0．42	0．42
20	0．80	0．60	0．60
30	0．80	0．60	0．60

①10min～20min以v（NO）表示的反應(yīng)速率為。

②下列各項能判斷該反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)的是（填序號字母）。

A．v（NO）（正）=2v（N2）（逆）B．容器內(nèi)CO2和N2的體積比為1：1

C．混合氣體的平均相對分子質(zhì)量保持不變D．容器內(nèi)壓強(qiáng)保持不變

E．混合氣體的密度保持不變

③一定溫度下，隨著NO的起始濃度增大，則NO的平衡轉(zhuǎn)化率（填“增大”、“不變”或“減小”）。

（4）在3L容積可變的密閉容器中發(fā)生上述反應(yīng)：H2（g）+CO2（g）H2O（g）+CO（g），恒溫下c（CO）隨反應(yīng)時間t變化的曲線Ⅰ如下圖所示。

①若在t0時改變一個條件，使曲線Ⅰ變成曲線Ⅱ，則改變的條件是________；

②若在t0時刻將容器體積快速壓縮至2L（其他條件不變），請在下圖中畫出c（CO）隨反應(yīng)時間t變化的曲線。

（5）已知：CO（g）+H2O（g）H2（g）+CO2（g）△H=－41．2kJ/mol，850℃時在一體積為10L的恒容密閉容器中，通入一定量的CO和H2O，CO和H2O濃度變化如右圖所示：下列說法正確的是（填序號）

A．達(dá)到平衡時，氫氣的物質(zhì)的量是0．12mol

B．達(dá)到平衡時，反應(yīng)體系最終會放出49．44kJ熱量

C．第6min時，若升高溫度，反應(yīng)正向移動

D．第8min時，若充入氦氣，會導(dǎo)致v正（CO）<v逆（H2O）

（6）下圖表示在溫度分別為T1、T2時，平衡體系中CO的體積分?jǐn)?shù)隨壓強(qiáng)變化曲線，A、C兩點的反應(yīng)速率AC（填“＞”、“=”或“＜”，下同），由狀態(tài)B到狀態(tài)A，可采用的方法（填“升溫”或“降溫”）。

Answer 1

【答案】（1）C2H2（g）+2．5O2（g）=2CO2（g）+H2O（l）△H=-1294．8kJmol-1

（2）C2H2—10e—+14OH—=2CO32—+8H2O（3）①0．012mol/（L·min）②ACE③不變

（4）①加入催化劑；

②見下圖

（5）B（6）＜升溫

【解析】

試題分析：（1）2．00g的C2H2的物質(zhì)的量為2g÷26g/mol=0．077mol，釋放熱量99．6kJ，則C2H2的燃燒熱為99．6kJ÷0．077mol=1294．8kJ/mol，可寫出熱化學(xué)方程式：C2H2（g）+5/2O2（g）=2CO2（g）+H2O（l）△H=-1294．8kJ/mol；

（2）原電池負(fù)極發(fā)生氧化反應(yīng)，電解質(zhì)溶液為氫氧化鉀溶液，C2H2放電生成2CO32-，C元素化合價升高了5，即1molC2H2失去10mole-，電極反應(yīng)式為：C2H2-10e-+14OH-=2CO32-+8H2O；

（3）①10min～20min內(nèi)，NO濃度的變化為=0．12mol/L，v（NO）==0．012mol/（Lmin）；

②A．由于v（NO）（逆）=2v（N2）（逆），而v（NO）（正）=2v（N2）（逆），則v（NO）（逆）=v（NO）（正），反應(yīng)處于平衡狀態(tài)，故A正確；B．由于氮氣與二氧化碳化學(xué)計量數(shù)之比為1：1，則容器內(nèi)生成容器內(nèi)CO2和N2的體積比始終為1：1，不能說明到達(dá)平衡，故B錯誤；C．混合氣體總的物質(zhì)的量不變，隨反應(yīng)進(jìn)行混合氣體總質(zhì)量增大，則混合氣體的平均相對分子質(zhì)量增大，平均相對分子質(zhì)量保持不變說明到達(dá)平衡，故C正確；D．反應(yīng)前后氣體的物質(zhì)的量不變，容器內(nèi)壓強(qiáng)始終保持不變，故D錯誤；E．體積不變，因反應(yīng)體系中有一種固體，只有平衡時混合氣體的質(zhì)量才不變，故混合氣體的密度保持不變，是平衡狀態(tài)，故E正確；故選ACE；

③一定溫度下，NO的起始濃度增大，等效為增大壓強(qiáng)，反應(yīng)前后氣體的物質(zhì)的量不變，平衡不移動，NO的轉(zhuǎn)化率不變；

（4）①若在t0時改變一個條件，使曲線Ⅰ變成曲線Ⅱ，改變條件瞬間CO濃度不變，平衡時CO的濃度不變，改變條件不影響平衡移動，同時縮短到達(dá)平衡的時間，升高溫度影響平衡移動，反應(yīng)為氣體體積不變的反應(yīng)，增大壓強(qiáng)平衡不移動，但CO的濃度會增大，應(yīng)是使用催化劑；

②若在t0時刻將容器體積快速壓縮至2L（其他條件不變），瞬間CO的濃度變?yōu)?/span>=3mol/L，增大壓強(qiáng)最終平衡不移動，反應(yīng)物轉(zhuǎn)化率不變，故平衡時CO的濃度為=4．5mol/L，反應(yīng)速率加快，縮短到達(dá)平衡時間，c（CO）隨反應(yīng)時間t變化的曲線為

；

（5）A．由圖可知，平衡時△c（CO）=0．2mol/L-0．08mol/L=0．12mol/L，濃度變化量之比等于化學(xué)計量數(shù)之比，故△c（H2）=△c（CO）=0．12mol/L，故n（H2）=0．12mol/L×10L=1．2mol，故A錯誤；B．生成1．2mol氫氣，通常條件下放出的熱量為41．2kJ×1．2mol÷1mol=49．44kJ，故B正確；C．正反應(yīng)為放熱反應(yīng)，升高溫度平衡逆向移動，故C錯誤；D．第8min時，若充入氦氣，恒溫恒容下，反應(yīng)混合物各組分濃度不變，平衡不移動，則v正（CO）=v逆（H2O），故D錯誤，故選B；

（6）根據(jù)圖示，A、C兩點溫度相同，C點的壓強(qiáng)大于A點，故反應(yīng)速率：A＜C；B點氫氣的含量小于A點的，反應(yīng)放熱，若要提高氫氣的含量，必須升高溫度。