Question

【題目】碳和氮的化合物與人類生產(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：Ni （s）+4CO（g）Ni（CO）4（g），△H＜0．利用該反應可以將粗鎳轉(zhuǎn)化為純度達99.9%的高純鎳．下列說法正確的是 （填字母編號）．

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．反應達到平衡后，充入CO再次達到平衡時，CO的體積分數(shù)降低

D．當4v正[Ni（CO）4]=v正（CO）時或容器中混合氣體密度不變時，都可說明反應已達化學平衡狀態(tài)

（2）CO與鎳反應會造成含鎳催化劑的中毒．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：CO（g）+1/2QUOTE\*MERGEFORMATO2（g）=CO2（g）△H=﹣Q1 kJmol﹣1

S（s）+O2（g）=SO2（g）△H=﹣Q2 kJmol﹣1

則SO2（g）+2CO （g）=S（s）+2CO2（g）△H= ．

（3）對于反應：2NO（g）+O2═2NO2（g），向某容器中充入10mol的NO和10mol的O2，在其他條件相同時，分別測得NO的平衡轉(zhuǎn)化率在不同壓強（P1、P2）下隨溫度變化的曲線（如圖1）．

①比較P1、P2的大小關(guān)系： ．

②700℃時，在壓強為P2時，假設(shè)容器為1L，則在該條件平衡常數(shù)的數(shù)值為 （最簡分數(shù)形式）

（4）NO2、O2和熔融NaNO3可制作燃料電池，其原理如圖2所示．該電池在使用過程中石墨I電極上生成氧化物Y，那么石墨II極電極反應式為 ．若該燃料電池使用一段時間后，共收集到20mol Y，則理論上需要消耗標準狀況下氧氣的體積為 L．

Answer 1

【答案】（1）C；（2）﹣（2Q1﹣Q2） kJmol﹣1；

（3）①p2＞p1；②；

（4）O2+2N2O5+4e﹣=4NO3﹣；224．

【解析】

（1）A．Ni是固體，濃度為常數(shù)，改變用量對平衡無影響，反應物的轉(zhuǎn)化率不變，故A錯誤；

B．一定溫度下給定的化學方程式的△H不會隨著平衡移動而改變，只與方程式的書寫方式有關(guān)，故B錯誤；

C．因外界條件為恒溫恒容、Ni是固體且正反應為氣體體積縮小的反應，所以反應達到平衡后充入CO，相當于在恒溫恒壓條件下達平衡后又加壓，平衡右移，CO的轉(zhuǎn)化率提高，平衡后其體積分數(shù)降低，故C正確；

D．速率關(guān)系未說明正、逆，不能判斷是否已達平衡；因該反應氣體質(zhì)量增加而容積不變，所以混合氣體密度是一個變量，當不變時說明反應達平衡，故D錯誤；

（2）根據(jù)已知：①CO （g）+O2（g）=CO2（g）△H=﹣Q1 kJmol﹣1

②S（s）+O2（g）=SO2（g）△H=﹣Q2 kJmol﹣1

則運用蓋斯定律，SO2（g）+2CO（g）═S（s）+2CO2（g）可由①×2﹣②得到，則△H=﹣（2Q1﹣Q2） kJmol﹣1，故答案為：﹣（2Q1﹣Q2） kJmol﹣1；

（3）①相同溫度下，增大壓強，平衡向正反應方向移動，則NO的轉(zhuǎn)化率增大，根據(jù)圖象知，相同溫度下，p2的轉(zhuǎn)化率大于p1，所以p2＞p1，故答案為：p2＞p1；

②700℃時，在壓強為P2時，由圖象知NO平衡轉(zhuǎn)化率為20%，則反應消耗NO2mol，氧氣為1mol，生成二氧化氮為2mol，平衡時NO為8mol，氧氣為9mol，生成二氧化氮為2mol，則K==；

（4）據(jù)題意，通O2一極為正極，電極反應式為O2+2N2O5+4e﹣=4NO3﹣；通NO2一極為負極，電極反應為：NO2+NO3﹣﹣e﹣=N2O5，根據(jù)電池總反應4NO2+O2=2N2O5，收集到20molN2O5需消耗O2為10mol，標準狀況下體積為224L．