Question

碳和氮的化合物與人類(lèi)生產(chǎn)、生活密切相關(guān)。

（1）在一恒溫、恒容密閉容器中發(fā)生反應(yīng)： Ni(s)+4CO(g) Ni(CO)4(g)，H<0。利用該反應(yīng)可以將粗鎳轉(zhuǎn)化為純度達(dá)99．9％的高純鎳。對(duì)該反應(yīng)的說(shuō)法正確的是 ?? (填字母編號(hào))。

A．增加Ni的量可提高CO的轉(zhuǎn)化率，Ni的轉(zhuǎn)化率降低

B．縮小容器容積，平衡右移，H減小

C．反應(yīng)達(dá)到平衡后，充入CO再次達(dá)到平衡時(shí)，CO的體積分?jǐn)?shù)降低

D．當(dāng)4v[Ni(CO)4]=v(CO)時(shí)或容器中混合氣體密度不變時(shí)，都可說(shuō)明反應(yīng)已達(dá)化學(xué)平衡狀態(tài)

（2）CO與鎳反應(yīng)會(huì)造成鎳催化劑中毒。為防止鎳催化劑中毒，工業(yè)上常用SO2將CO氧化，二氧化硫轉(zhuǎn)化為單質(zhì)硫。

已知：C(s)+O2(g)=CO(g)?? H=-Q1 kJmol-1

C(s)+ O2(g)=CO2(g)??? H=-Q2 kJmol-1

S(s)+O2(g)=SO2(g)???? H=-Q3 kJmol-1

則SO2(g)+2CO(g)=S(s)+2CO2(g)?? H=????????? 。

（3）金屬氧化物可被一氧化碳還原生成金屬單質(zhì)和二氧化碳。圖28（3）是四種金屬氧化物（Cr2O3、SnO2、PbO2、Cu2O)被一氧化碳還原時(shí)與溫度（t）的關(guān)系曲線(xiàn)圖。

700oC時(shí)，其中最難被還原的金屬氧化物是???????? (填化學(xué)式)，用一氧化碳還原該金屬氧化物時(shí)，若反應(yīng)方程式系數(shù)為最簡(jiǎn)整數(shù)比，該反應(yīng)的平衡常數(shù)(K)數(shù)值等于 ?????????? 。

（4）NO2、O2和熔融NaNO3可制作燃料電池，其原理如上圖28（4）所示。該電池在使用過(guò)程中石墨I電極上生成氧化物Y，其電極反應(yīng)式為?????????????? 。

若該燃料電池使用一段時(shí)間后，共收集到20mol Y，則理論上需要消耗標(biāo)準(zhǔn)狀況下氧氣的體積為?? ??? L。

 

Answer 1

【答案】

（1）C? （3分）

（2）－(2Q2－2Q1－Q3) kJ·mol－1或（2Q1－2Q2＋Q3）kJ·mol－1?? （3分）

（3）Cr2O3??? （3分）? 10－12? （3分）

（4）NO2＋NO3－－e－＝N2O5? （2分）?? 224 （3分）

【解析】

試題分析：（1）Ni為固體，增加Ni的量，平衡不移動(dòng)， CO的轉(zhuǎn)化率和Ni的轉(zhuǎn)化率不變，錯(cuò)誤；B、?H不受壓強(qiáng)的影響，所以縮小容器容積，?H不變，錯(cuò)誤；C、反應(yīng)達(dá)到平衡后，充入CO，容器的壓強(qiáng)增大，有利于平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)，所以再次達(dá)到平衡時(shí)，CO的體積分?jǐn)?shù)降低，正確；D、因?yàn)闆](méi)有指明是正反應(yīng)速率還是逆反應(yīng)速率，所以當(dāng)4v[Ni(CO)4]=v(CO)不能說(shuō)明反應(yīng)是否平衡，錯(cuò)誤。

（2）根據(jù)蓋斯定律，已知的3個(gè)反應(yīng)與要求的反應(yīng)分別對(duì)比CO、CO2和SO2可得?H=—2?H1+2?H2—?H3=－(2Q2－2Q1－Q3) kJ·mol－1或（2Q1－2Q2＋Q3）kJ·mol－1??

（3）700℃時(shí)，Cr2O3反應(yīng)的最大，說(shuō)明CO的轉(zhuǎn)化率最小，因此最難被還原的金屬氧化物是Cr2O3；根據(jù)曲線(xiàn)可知700℃時(shí)，Cr2O3反應(yīng)的=4，則c(CO)/c(CO2)=104，根據(jù)CO還原Cr2O3的化學(xué)方程式：3CO+Cr2O33CO2+2Cr可知平衡常數(shù)K=c3(CO2)/c3(CO)= 10－12?

（4）NO2在負(fù)極上失去電子生成的氧化物為N2O5，所以電極反應(yīng)式為NO2＋NO3－－e－＝N2O5 ；該燃料電池的總反應(yīng)為：4NO2+O2 = 2N2O5，收集N2O5共20mol，則消耗O2為10mol，在標(biāo)準(zhǔn)狀況下的體積為224L。

考點(diǎn)：本題考查化學(xué)平衡移動(dòng)、蓋斯定律、平衡常數(shù)的計(jì)算、燃料電池。