Question

【題目】(1)已知:①N2(g)+O2(g)=2NO(g) ΔH=180.5 kJ·mol-1

②C(s)+O2(g)=CO2(g) ΔH=-393.5 kJ· mol-1

③2C(s)+O2(g)= 2CO(g) ΔH=-221 kJ· mol-1

若某反應Ⅰ的平衡常數表達式為K= 請寫出此反應的熱化學方程式:________,該反應自發進行的條件是_________。

(2)一定溫度下,向體積為V L的密閉容器中充入一定量的NO和CO,發生反應Ⅰ。

①下列說法正確的是____。

A 當容器內氣體壓強不再發生變化時,說明反應已達到平衡狀態

B 當v(CO2)=v(CO)時,說明反應已達到平衡狀態

C 達到平衡后,若向容器中再充入一定量NO,則NO轉化率將減小

D 達到平衡后,若再升高溫度,由于逆反應速率增大,正反應速率減小,因此平衡向逆反應方向移動

②若反應在t1時刻達到平衡狀態,在其他條件不變的情況下,t2時刻通過縮小容器體積使壓強增大到原來的2倍,t3時刻達到新的平衡狀態。請在圖中補充畫出t2～t4時段c(NO)的變化曲線: ____

(3)分離高爐煤氣得到的CO與空氣可設計成燃料電池而除去(以KOH溶液為電解質溶液)。寫出該電池的負極反應式:_____________。

Answer 1

【答案】2NO(g)+2CO(g) N2(g)+2CO2(g) ΔH=-746.5 kJ· mol-1 低溫 AC CO+4OH--2e-= CO32-+2H2O

【解析】

(1)根據平衡常數的表達式可知方程式為2NO(g)+2CO(g) N2(g)+2CO2(g)，ΔH=②×2-①-③=-746.5 kJ·mol-1。此反應的ΔH<0，ΔS<0，故低溫條件下可自發進行；

(2)①A.恒溫恒容下，壓強和混合氣的總的物質的量成正比，壓強不變說明混合氣體的總物質的量不變。該反應是反應前后氣體系數之和不相等的反應，故壓強不變可以說明反應已經平衡，A正確；

B.沒有說明正逆情況，無法判斷，B錯誤；

C.增大NO的濃度，會使CO的轉化率增大，而NO的轉化率會降低，故C正確；

D.升溫正、逆反應速率都增大，D錯誤。

故選AC。

②t2瞬間體積加倍，c(NO)為原平衡時的2倍，由于平衡向正向移動，所以c(NO)再慢慢降低，當t3達到新平衡時c(NO)介于1倍和2倍原濃度之間，之后t3～t4 c(NO)不變。故答案為：；

(3)負極失電子，元素化合價升高，故反應物為CO，在堿性的KOH溶液生成物為CO32-，根據電荷守恒和質量守恒補充H2O和OH-到方程式中配平，得到電極反應式為：CO+4OH--2e-= CO32-+2H2O。