Question

工業(yè)制硝酸的主要反應為：4NH₃（g）+5O₂（g）4NO（g）+6 H₂O（g）△H。
（1）已知氫氣的燃燒熱為285．8 kJ/mol。
N₂（g）+3H₂（g）=2NH₃（g） △H=－92．4 kJ/mol;
H₂O（1）=H₂O（g）△H=+44．0 kJ/mol;
N₂（g）+O₂（g）=2NO（g）△H=+180．6 kJ/mol。
則上述工業(yè)制硝酸的主要反應的△H=                        。
（2）在容積固定的密閉容器中發(fā)生上述反應，容器內部分物質的物質的量濃度如下表：

①反應在第2 min到第4 min時，O₂的平均反應速率為                  。
②反應在第6 min時改變了條件，改變的條件可能是         （填序號）。
A．使用催化劑     B．升高溫度  C．減小壓強     D．增加O₂的濃度
③下列說法中能說明4NH₃（g）+5O₂（g）4NO（g）+6 H₂ O（g）達到平衡狀態(tài)的是       （填序號）。
A．單位時間內生成n mol NO的向時，生成n mol NH₃
B．條件一定，混合氣體的平均相對分子質量不再變化
C．百分含量w（NH₃）=w（NO）
D．反應速率v（NH₃）：u（O₂）：v（NO）：v（H₂O）=4：5：4：6
E．若在恒溫恒壓下容積可變的容器中反應，混合氣體的密度不再變化
（3）某研究所組裝的CH₃OH－O₂燃料電池的工作原理如圖所示。

①該電池工作時，b口通入的物質為____     。
②該電池正極的電極反應式為：                        。
③以此電池作電源，在實驗室中模擬鋁制品表面“鈍化”處理（裝置如圖所示）的過程中，發(fā)現溶液逐漸變渾濁并有氣泡產生，其原因可能是                                  （用相關的離子方程式表示）。

Answer 1

（1）－904.8kJ·mol^－1  （2）①0.1875mol/(L·min) ②B  ③ ABE
（3）①CH₃OH ②O₂＋4e^－＋4H^＋=2H₂O ③Al^3＋＋3HCO₃^－=Al(OH)₃＋3CO₂(Al－3e^－＋3HCO₃^-Al(OH)₃＋3CO₂也給分)

試題分析：（1）H₂（g）+1/2O₂（g）═H₂O（l）△H=－285.8kJ·mol^－1①
N₂（g）+3H₂（g）   2NH₃（g） △H=－92．4 kJ/mol     ②
H₂O（1）   H₂O（g）△H=+44．0 kJ/mol       ③
N₂（g）+O₂（g）   2NO（g）△H=+180．6 kJ/mol ④
根據蓋斯定律，由方程式①×6－②×2③×6+④×2得工業(yè)制硝酸的主要反應為：4NH₃（g）+5O₂（g）4NO（g）+6 H₂O（g）△H＝－904.8kJ·mol^－1；
（2））①氨氣的平均化學反應速率為v= = ="0.015" mol·L^－1·min^－1，同一化學反應同一時間段內，各物質的反應速率之比等于計量數之比，所以氧氣的平均化學反應速率為0.1875mol·L^－1·min^－1；
②通過圖表比較起始到第6min和第6min到第8min時知，反應物濃度變大和生成物濃度變小，逆向移動，所以改變的條件是升高溫度；B正確，使用催化劑，平衡不移動，A錯誤；減小壓強和增加O₂的濃度，正向移動，CD錯誤；故答案為：B；
③A．單位時間內生成n mol NO的向時，生成n mol NH₃，說明v_正=v_逆，A正確；
B．條件一定，混合氣體的平均相對分子質量不再變化，方程式兩邊氣體的化學計量數之和不相等，氣體的物質的量是個變化的量，氣體的質量始終不變，所以混合氣體的平均相對分子質量不變，證明正逆反應速率相等，達到了平衡狀態(tài)，B正確；
C．百分含量w（NH₃）=w（NO），不能說明v_正=v_逆，C錯誤；
D．反應速率v（NH₃）：u（O₂）：v（NO）：v（H₂O）=4：5：4：6，不能說明v_正=v_逆，D錯誤；
E．由于反應方程式兩邊氣體的質量不變，容器的容積不變，所以混合氣體的密度可變，因此混合氣體的密度是一個變量，可以判斷是否達到了平衡狀態(tài)，E正確；
（3）①在甲醇燃料電池中，燃料甲醇作負極，氧氣作正極，電解質中的陽離子移向正極，所以c口通入的物質為氧氣，b口通入的物質為甲醇； ②該電池正極是氧氣發(fā)生得電子的還原反應，電極反應式為：O₂+4e^－+4H^＋=2H₂O， ③在電解池中，金屬鋁為陽極，發(fā)生電極反應：Al→Al^3＋+3e^－，鋁離子會和碳酸氫根離子之間發(fā)生雙水解反應生成氫氧化鋁沉淀和二氧化碳，即Al^3＋+3HCO₃^－=Al（OH）3↓+3CO₂↑，溶液逐漸變渾濁，故答案為：Al^3＋＋3HCO₃^－=Al(OH)₃＋3CO₂(Al－3e^－＋3HCO₃^－=Al(OH)₃＋3CO₂)。