Question

12．化学反应原理的发展在化学的发展史上有重要的推动作用．
（1）如图1为N₂和O₂生成NO时的能量变化情况．

则NO分解为N₂和O₂的反应是放热（填“吸热”或“放热”）反应．
（2）在某体积为2L的密闭容器中充入0.5molNO₂和1molCO，一定条件下发生反应：NO₂（g）+CO（g）?CO₂（g）+NO（g），2min时，测得容器中NO的物质的量为0.2mol．
①该段时间内，用CO₂表示的平均反应率为0.05mol•（L•min）^-1．
②下列事实能说明此反应在该条件下已经达到化学平衡的是BC（填序号）．
A．容器内气体总质量保持不变              B．NO₂的物质的量浓度不再改变
C．NO₂的消耗速率与CO₂的消耗速率相等    D．容器内气体总物质的量保持不变
（3）锌锰干电池是最早使用的化学电池，其基本构造如图2所示．电路中每通过0.4mol电子，负极质量减少13.0g；工作时NH₄⁺在正极放电产生两种气体，其中一种气体分子是含10电子的微粒，正极的电极反应式是2NH₄⁺+2e^-═2NH₃↑+H₂↑．

Answer 1

分析 （1）根据能量变化图计算反应热，反应焓变=反应物的键能和-生成物的键能和；
（2）①根据反应速率的定义进行计算；
②化学反应达到化学平衡状态时，正逆反应速率相等，且不等于0，各物质的浓度不再发生变化，由此衍生的一些物理量不发生变化，以此进行判断，得出正确结论；
（3）锌锰干电池的负极上Zn失去电子，负极消耗1mol时转移2mol电子，NH₄⁺离子在正极放电产生2种气体，其中一种气体分子是含10e^-的微粒为氨气，另一种为氢气．

解答 解：（1）由图可知，该NO分解为N₂和O₂的反应中的反应热=反应物的键能和-生成物的键能和=1263kJ/mol-（946+497）kJ/mol=-180kJ/mol，则该NO分解为N₂和O₂的反应为放热反应；
故答案为：放热；
（2）①NO₂（g）+CO（g）?CO₂（g）+NO（g），2min时，测得容器中NO的物质的量为0.2mol，则CO₂的物质的量为0.2mol，
故v（CO₂）=$\frac{\frac{△n}{V}}{t}$=$\frac{\frac{0.2}{2}}{2}$=0.05 mol•（L•min）^-1，
故答案为：0.05 mol•（L•min）^-1；
②A．容器内的气体反应前后遵循质量守恒，容器内气体的质量保持不变，不一定是平衡状态，故A错误；
B．NO₂的物质的量浓度不再改变是平衡状态，故B正确；
C．NO₂的消耗速率与CO₂的消耗速率相等，说明正逆反应速率相等，是平衡状态，故C正确；
D．反应是一个前后体积不变的反应，容器内气体的物质的量保持不变，不一定是平衡状态，故D错误；
故答案为：BC；
（3）锌锰干电池的负极上Zn失去电子，负极反应为Zn-2e^-═Zn²⁺，负极消耗1mol时转移2mol电子，每通过0.4mole^-，负极质量减少0.2mol×65g/mol=13.0g，由NH₄⁺离子在正极放电产生2种气体，其中一种气体分子是含10e^-的微粒为氨气，另一种为氢气，正极反应为2NH₄⁺+2e^-═2NH₃↑+H₂↑，
故答案为：13.0；2NH₄⁺+2e^-═2NH₃↑+H₂↑．

点评 本题考查反应速率的计算、化学平衡的标志，电极方程式的书写以及根据图象分析判断和依据键能计算反应焓变的知识熟练掌握，综合性较强，难度较大．