Question

【題目】氮及其化合物在生產生活中有廣泛應用。

（1）已知：CO可將部分氮的氧化物還原為N2。

反應Ⅰ：2CO(g)+2NO(g)N2(g)+2CO2(g) △H = －746 kJ·mol－1

反應Ⅱ：4CO(g)+2NO2(g)N2(g)+4CO2(g) △H = －1200 kJ·mol－1

寫出CO將NO2還原為NO的熱化學方程式 。

（2）在一絕熱恒容的容器中充入2mol CO和1mol NO2發生上述反應II，以下能說明反應達到平衡狀態的是 （ ）

A．容器內的總壓強不在變化 B．容器內CO和NO2物質的量比不變

C．容器內氣體平均密度不變 D．容器內氣體溫度恒定不變

（3）在密閉容器中充入5 mol CO和4 mol NO發生上述反應I，下圖為平衡時NO的體積分數與溫度、壓強的關系。

回答下列問題：

①溫度：T1 T2（填“＜”或“＞” ）。

②某溫度下，在體積為2 L的密閉容器中，反應進行10分鐘放出熱量373 kJ，用CO的濃度變化表示的平均反應速率v(CO)= 。

③若在D點對反應容器升溫的同時擴大體積使體系壓強減小，重新達到的平衡狀態可能是圖中A~G點中的 點

（4）某溫度時，亞硝酸銀AgNO2的 Ksp= 9.0×10-4、Ag2SO4的Ksp=4.0×10-5，當向含NO2－、SO42－混合溶液中加入AgNO3溶液至SO42－恰好完全沉淀（即SO42－濃度等于1.0×10-5 mol·L-1）時，c(NO2－)= mol·L－1。

（5）如右圖，在酸性條件下，電解水中CN-可轉化為CO2和N2，請寫出陽極的電極反應式 。

Answer 1

【答案】（1）CO(g)+NO2(g)CO2(g)+NO(g)△H=-227kJ·mol-1；

（2）AD；（3）①＞；②0.05mol·L-1·min-1；③A；

（4）4.5×10－4mol·L－1；（5）2CN－+4H2O－10e-＝N2↑+2CO2↑+8H+。

【解析】

試題分析：（1）①2CO(g)+2NO(g) N2(g)+2CO2(g)，②4CO(g)+2NO2(g) N2(g)+4CO2(g)，(②－①)/2得出CO(g)+NO2(g)CO2(g)+ NO(g) △H= -227 kJ·mol-1；（2）A、反應前后系數之和不相等，因此壓強不變，說明反應達到平衡，故正確；B、因為投入量為2：1，與系數之比相等，任何時刻，物質的量之比不變，不能說明反應達到平衡，故錯誤；C、根據密度的定義，組分都是氣體，氣體質量相等，容器是恒容，氣體體積不變，因此密度不變，不能說明達到平衡，故錯誤；D、因為絕熱容器，正反應是放熱反應，溫度會升高，當溫度不再改變，說明反應達到平衡，故正確；(3)①作等壓線，正反應是放熱反應，溫度升高，平衡向逆反應方向移動，NO的轉化率降低，NO的體積分數增大，即T1>T2；②消耗2molCO放出熱量為746kJ，因此放出373kJ熱量消耗CO的物質的量為2×373/746mol=1mol，根據化學反應速率的定義，v(CO)= 1/(2×10) mol·L-1·min-1=0.05 mol·L-1·min-1；③升高溫度，平衡向逆反應方向移動，NO的體積分數增大，減小壓強，平衡向逆反應方向移動，NO的體積分數增大，即A點；(4)當SO42－全部轉化成沉淀，此時溶液的c2(Ag＋)=Ksp/c(SO42－)=4，即c(Ag＋)=2mol·L－1，因此c(NO2－)=Ksp/c(Ag＋)=9×10－4/2mol·L－1=4.5×10－4mol·L－1；(5)陽極是失電子的過程，化合價升高，根據裝置圖，右側電極為陽極，即電極反應式為：2CN－+4H2O－10e-＝N2↑+2CO2↑+8H+。