Question

【题目】(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

若某反应Ⅰ的平衡常数表达式为K= 请写出此反应的热化学方程式:________,该反应自发进行的条件是_________。

(2)一定温度下,向体积为V L的密闭容器中充入一定量的NO和CO,发生反应Ⅰ。

①下列说法正确的是____。

A 当容器内气体压强不再发生变化时,说明反应已达到平衡状态

B 当v(CO2)=v(CO)时,说明反应已达到平衡状态

C 达到平衡后,若向容器中再充入一定量NO,则NO转化率将减小

D 达到平衡后,若再升高温度,由于逆反应速率增大,正反应速率减小,因此平衡向逆反应方向移动

②若反应在t1时刻达到平衡状态,在其他条件不变的情况下,t2时刻通过缩小容器体积使压强增大到原来的2倍,t3时刻达到新的平衡状态。请在图中补充画出t2～t4时段c(NO)的变化曲线: ____

(3)分离高炉煤气得到的CO与空气可设计成燃料电池而除去(以KOH溶液为电解质溶液)。写出该电池的负极反应式:_____________。

Answer 1

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

【解析】

(1)根据平衡常数的表达式可知方程式为2NO(g)+2CO(g) N2(g)+2CO2(g)，ΔH=②×2-①-③=-746.5 kJ·mol-1。此反应的ΔH<0，ΔS<0，故低温条件下可自发进行；

(2)①A.恒温恒容下，压强和混合气的总的物质的量成正比，压强不变说明混合气体的总物质的量不变。该反应是反应前后气体系数之和不相等的反应，故压强不变可以说明反应已经平衡，A正确；

B.没有说明正逆情况，无法判断，B错误；

C.增大NO的浓度，会使CO的转化率增大，而NO的转化率会降低，故C正确；

D.升温正、逆反应速率都增大，D错误。

故选AC。

②t2瞬间体积加倍，c(NO)为原平衡时的2倍，由于平衡向正向移动，所以c(NO)再慢慢降低，当t3达到新平衡时c(NO)介于1倍和2倍原浓度之间，之后t3～t4 c(NO)不变。故答案为：；

(3)负极失电子，元素化合价升高，故反应物为CO，在碱性的KOH溶液生成物为CO32-，根据电荷守恒和质量守恒补充H2O和OH-到方程式中配平，得到电极反应式为：CO+4OH--2e-= CO32-+2H2O。