Question

（1）臭氧几乎可与除铂、金、铱、氟以外的所有单质反应．如：6Ag（s）+O₃（g）=3Ag₂O（s）△H₁
已知2Ag₂O（s）=4Ag（s）+O₂（g）△H₂
则常温下反应：2O₃（g）=3O₂（g）的△H=

 

（用△H₁和△H₂表示）．
（2）在恒压下，将CH₄（g）和NO₂（g）置于密闭容器中发生化学反应：CH₄（g）+2NO₂（g）

催化剂

 N₂（g）+CO₂（g）+2H₂O（g）
在不同温度、不同投料比时，NO₂的平衡转化率见下表：

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

①写出该反应平衡常数的表达式K=

 

．
②若温度不变，提高[n（NO₂）/n（CH₄）]投料比，则NO₂的平衡转化率

 

．（填“增大”、“减小”或“不变”．）
③由上表可知该可逆反应的正反应是

 

 反应．
④400K时，将投料比为1的NO₂和CH₄的混合气体共0.04mol，充入一装有催化剂的容器中，充分反应后，平衡时NO₂的体积分数

 

．
（3）如图为连续自动监测氮氧化物（NO_x）的仪器动态库仑仪的工作原理示意图．则NiO电极上NO发生的电极反应式为：

 

．

Answer 1

考点：用盖斯定律进行有关反应热的计算,原电池和电解池的工作原理,化学平衡的计算

专题：

分析：（1）①6Ag（s）+O₃（g）═3Ag₂O（s）△H₁，
②2Ag₂O（s）═4Ag（s）+O₂（g）△H₂，
根据盖斯定律可知①×2+②×3可得到，2O₃（g）═3O₂（g），以此计算反应热；
（2）①依据化学方程式结合平衡常数概念书写平衡常数表达式；
②若温度不变，提高[n（NO₂）/n（CH₄）]投料比，则NO₂的物质的量增加，则NO₂的平衡转化率减小；
③根据在不同温度、相同投料比时，NO₂的平衡转化率数据分析；
④400K时，将投料比为1的NO₂和CH₄的混合气体共0.04mol，二氧化氮转化率为60%，依据化学平衡三段式列式计算；
（3）根据图片知，铂电极上氧气得电子发生还原反应而作正极，NiO电极上NO失电子发生氧化反应，则NiO为负极，正极上电极反应式为：O₂+4e^-═2O^2-，负极上电极反应式为：NO-2e^-+O^2-═NO₂．

解答： 解：（1）①6Ag（s）+O₃（g）═3Ag₂O（s）△H₁，
②2Ag₂O（s）═4Ag（s）+O₂（g）△H₂，
根据盖斯定律可知①×2+②×3可得到，2O₃（g）═3O₂（g），则反应热△H=△H₁×2+△H₂×3=2△H₁+3△H₂，
故答案为：2△H₁+3△H₂；
（2）①在恒压下，将CH₄（g）和NO₂（g）置于密闭容器中发生化学反应③CH₄（g）+2NO₂（g）?N₂（g）+CO₂（g）+2H₂O（g），反应的平衡常数表达式是利用平衡状态生成物浓度幂次方乘积除以反应物浓度幂次方乘积，该反应的平衡常数的表达式 K=

C(N2)×C2(H2O)×C(CO2)

C(CH4)×C2(NO2)

，
故答案为：

C(N2)×C2(H2O)×C(CO2)

C(CH4)×C2(NO2)

； 
②若温度不变，提高[n（NO₂）/n（CH₄）]投料比，则NO₂的物质的量增加，CH₄的平衡转化率增大，NO₂的平衡转化率减小，
故答案为：减小；     
③400K时，投料比[n（NO₂）/n（CH₄）]=1，NO₂的平衡转化率60%，500K时，NO₂的平衡转化率43%，说明温度升高，平衡逆向移动，所以正反应为放热反应，
故答案为：放热；
④400 K时，将投料比为1的NO₂和CH₄的混合气体共0.04 mol，二氧化氮转化率为60%，充入一装有催化剂的容器中，充分反应后，则
     CH₄（g）+2NO₂（g）

催化剂 .

△

N₂（g）+CO₂（g）+2H₂O（g）
n始  0.02    0.02           0       0        0
n转  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
平衡时NO₂的体积分数=

0.008mol

0.014mol+0.008mol+0.006mol+0.012mol

×100%=17.4%，
故答案为：17.4%；
（3）负极NiO上一氧化氮失电子和氧离子反应生成二氧化氮，电极反应式为NO-2e^-+O^2-═NO₂，故答案为：NO+O^2--2e^-=NO₂．

点评：本题考查了盖斯定律计算，原电池原理应用，化学平衡的建立过程、化学平衡的影响因素、有关化学平衡常数的计算等知识，题目难度中等，注意掌握化学平衡的影响因素，明确化学平衡常数的概念及计算方法．