Question

（1）臭氧幾乎可與除鉑、金、銥、氟以外的所有單質反應．如：6Ag（s）+O₃（g）=3Ag₂O（s）△H₁
已知2Ag₂O（s）=4Ag（s）+O₂（g）△H₂
則常溫下反應：2O₃（g）=3O₂（g）的△H=

 

（用△H₁和△H₂表示）．
（2）在恒壓下，將CH₄（g）和NO₂（g）置于密閉容器中發(fā)生化學反應：CH₄（g）+2NO₂（g）

催化劑

 N₂（g）+CO₂（g）+2H₂O（g）
在不同溫度、不同投料比時，NO₂的平衡轉化率見下表：

投料比[n（NO2）/n（CH4）]	400K	500K	600K
1	60%	43%	28%
2	45%	33%	20%

①寫出該反應平衡常數(shù)的表達式K=

 

．
②若溫度不變，提高[n（NO₂）/n（CH₄）]投料比，則NO₂的平衡轉化率

 

．（填“增大”、“減小”或“不變”．）
③由上表可知該可逆反應的正反應是

 

 反應．
④400K時，將投料比為1的NO₂和CH₄的混合氣體共0.04mol，充入一裝有催化劑的容器中，充分反應后，平衡時NO₂的體積分數(shù)

 

．
（3）如圖為連續(xù)自動監(jiān)測氮氧化物（NO_x）的儀器動態(tài)庫侖儀的工作原理示意圖．則NiO電極上NO發(fā)生的電極反應式為：

 

．

Answer 1

考點：用蓋斯定律進行有關反應熱的計算,原電池和電解池的工作原理,化學平衡的計算

專題：

分析：（1）①6Ag（s）+O₃（g）═3Ag₂O（s）△H₁，
②2Ag₂O（s）═4Ag（s）+O₂（g）△H₂，
根據(jù)蓋斯定律可知①×2+②×3可得到，2O₃（g）═3O₂（g），以此計算反應熱；
（2）①依據(jù)化學方程式結合平衡常數(shù)概念書寫平衡常數(shù)表達式；
②若溫度不變，提高[n（NO₂）/n（CH₄）]投料比，則NO₂的物質的量增加，則NO₂的平衡轉化率減小；
③根據(jù)在不同溫度、相同投料比時，NO₂的平衡轉化率數(shù)據(jù)分析；
④400K時，將投料比為1的NO₂和CH₄的混合氣體共0.04mol，二氧化氮轉化率為60%，依據(jù)化學平衡三段式列式計算；
（3）根據(jù)圖片知，鉑電極上氧氣得電子發(fā)生還原反應而作正極，NiO電極上NO失電子發(fā)生氧化反應，則NiO為負極，正極上電極反應式為：O₂+4e^-═2O^2-，負極上電極反應式為：NO-2e^-+O^2-═NO₂．

解答： 解：（1）①6Ag（s）+O₃（g）═3Ag₂O（s）△H₁，
②2Ag₂O（s）═4Ag（s）+O₂（g）△H₂，
根據(jù)蓋斯定律可知①×2+②×3可得到，2O₃（g）═3O₂（g），則反應熱△H=△H₁×2+△H₂×3=2△H₁+3△H₂，
故答案為：2△H₁+3△H₂；
（2）①在恒壓下，將CH₄（g）和NO₂（g）置于密閉容器中發(fā)生化學反應③CH₄（g）+2NO₂（g）?N₂（g）+CO₂（g）+2H₂O（g），反應的平衡常數(shù)表達式是利用平衡狀態(tài)生成物濃度冪次方乘積除以反應物濃度冪次方乘積，該反應的平衡常數(shù)的表達式 K=

C(N2)×C2(H2O)×C(CO2)

C(CH4)×C2(NO2)

，
故答案為：

C(N2)×C2(H2O)×C(CO2)

C(CH4)×C2(NO2)

； 
②若溫度不變，提高[n（NO₂）/n（CH₄）]投料比，則NO₂的物質的量增加，CH₄的平衡轉化率增大，NO₂的平衡轉化率減小，
故答案為：減��；     
③400K時，投料比[n（NO₂）/n（CH₄）]=1，NO₂的平衡轉化率60%，500K時，NO₂的平衡轉化率43%，說明溫度升高，平衡逆向移動，所以正反應為放熱反應，
故答案為：放熱；
④400 K時，將投料比為1的NO₂和CH₄的混合氣體共0.04 mol，二氧化氮轉化率為60%，充入一裝有催化劑的容器中，充分反應后，則
     CH₄（g）+2NO₂（g）

催化劑 .

△

N₂（g）+CO₂（g）+2H₂O（g）
n始  0.02    0.02           0       0        0
n轉  0.006 0.02×0.6=0.012 0.006   0.006    0.012
n平 0.014   0.008         0.006    0.006    0.012
平衡時NO₂的體積分數(shù)=

0.008mol

0.014mol+0.008mol+0.006mol+0.012mol

×100%=17.4%，
故答案為：17.4%；
（3）負極NiO上一氧化氮失電子和氧離子反應生成二氧化氮，電極反應式為NO-2e^-+O^2-═NO₂，故答案為：NO+O^2--2e^-=NO₂．

點評：本題考查了蓋斯定律計算，原電池原理應用，化學平衡的建立過程、化學平衡的影響因素、有關化學平衡常數(shù)的計算等知識，題目難度中等，注意掌握化學平衡的影響因素，明確化學平衡常數(shù)的概念及計算方法．