T/K | 298 | 398 | 498 |
平衡常数K | 4.1×106 | K1 | K2 |
分析 (1)根据能量变化图,反应热等于正反应的活化能减去逆反应的活化能;
(2)①依据平衡常数等于平衡生成物浓度的幂次方乘积除以反应物浓度的幂次方乘积;
②根据升高温度平衡吸热方向移动以及平衡逆向移动平衡常数减小;
③直接标志:①速率关系:正反应速率与逆反应速率相等,②反应体系中各物质的百分含量保持不变.
间接标志:①混合气体的总压强、总体积、总物质的量不随时间的改变而改变(m+n≠p+q);②各物质的浓度、物质的量不随时间的改变而改变;③各气体的体积、各气体的分压不随时间的改变而改变;
(3)电池通入肼N2H4的为负极,乙中石墨电极为阳极、铁电极为阴极,开始Cl-在阳极放电生成氯气,阴极Cu2+放电生成Cu,故图丙中Ⅰ表示阴极产生的气体,Ⅱ表示阳极产生的气体,t1前电极反应式为:阳极2Cl--4e-=Cl2↑,依据生成的迁移体积计算物质的量得到氯化钠物质的量计算浓度,阴极2Cu2++4e-=2Cu,t1~t2电极反应式为:阳极4OH--4e-=O2↑+2H2O,阴极2Cu2++4e-=2Cu,t2点后电极反应式为:阳极4OH--4e-=O2↑+2H2O,阴极4H++4e-=2H2↑,所以t1~t2 阳极上生成氧气,根据氧气的量计算氢氧根离子的物质的量,水电离出等物质的量的氢离子和氢氧根离子,根据公式计算得出C(H+),从而得出溶液的pH.
解答 解:解:(1)该反应的焓变△H=E1-E2=134KJ/mol-368KJ/mol=-234KJ/mol,所以热化学方程式为NO2(g)+CO(g)=CO2(g)+NO(g)△H=-234kJ•mol-1,则反应过程中放出的总热量应为234kJ,故答案为:234kJ;
(2)①N2(g)+3H2(g)?2NH3(g)△H<0,平衡常数计算表达式k=$\frac{c{\;}^{2}(NH{\;}_{3})}{c(N{\;}_{2})×c{\;}^{3}(H{\;}_{2})}$,故答案为:$\frac{c{\;}^{2}(NH{\;}_{3})}{c(N{\;}_{2})×c{\;}^{3}(H{\;}_{2})}$;
②N2(g)+3H2(g)?2NH3(g)△H<0为放热反应,升高温度,平衡逆向移动,平衡常数减小,所以K1>K2,故答案为:>;
③a.平衡时反应混合物中各组分的含量保持不变,但容器内N2、H2、NH3的浓度之比不一定为为1:3:2,所以不能作为平衡的标志,故a错误;
b.平衡时不同物质表示速率之比等于系数之比说明到达平衡,即3v(N2)正=v(H2)逆说明反应达到平衡,故b错误;
c.反应前后气体体积减小,若压强不变,说明反应达到平衡,故c正确;
d.反应前后气体的质量不变,容器的体积不变,所以密度不变,所以混合气体的密度保持不变不能作为平衡的标志,故d错误;
故选:c;
(3)①肼燃料电池中,在碱性条件下,N2H4失电子生成氮气与水,电极反应式为:N2H4+4OH--4e-=N2↑+4H2O,
故答案为:N2H4+4OH--4e-=N2↑+4H2O;
②乙中石墨电极为阳极、铁电极为阴极,开始Cl-在阳极放电生成氯气,阴极Cu2+放电生成Cu,故图丙中Ⅰ表示阴极产生的气体,Ⅱ表示阳极产生的气体,t1前电极反应式为:阳极2Cl--4e-=Cl2↑,生成氯气为224ml,物质的量为0.01mol,原溶液中氯化钠物质的量为0.02mol,氯化钠浓度=$\frac{0.02mol}{0.2L}$=0.1mol/L;t1~t2电极反应式为:阳极4OH--4e-=O2↑+2H2O,t2点后电极反应式为:阳极4OH--4e-=O2↑+2H2O,所以在t1后,石墨电极上的电极反应式为4OH--4e-=O2↑+2H2O;t1~t2电极反应式为:阳极4OH--4e-=O2↑+2H2O,阴极Cu2++2e-=Cu,所以t1~t2铁电极上的电极反应式为Cu2++2e-=Cu;故答案为:Cu2++2e-=Cu; 0.1mol/L;
③t2点后电极反应式为:阳极4OH--4e-=O2↑+2H2O,阴极4H++4e-=2H2↑,所以t1~t2 阳极上生成氧气,t1~t2Ⅱ产生的气体体积=0.336L-0.224L=0.112L,阳极上生成112mL氧气需要n(OH-)=$\frac{0.112L×4mol}{22.4L}$=0.02mol,水电离出等物质的量的氢离子和氢氧根离子,所以n(H+)=0.02mol,c(H+)=$\frac{0.02mol}{0.2L}$=0.1mol/L,所以溶液的pH=1,
故答案为:1.
点评 本题考查了化学平衡的有关计算、电解池原理等知识点,电解硫酸铜和氯化钠混合溶液时,明确离子的放电顺序是解本题的关键,难度较大.
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实验组 | 温度/℃ | 起始量/mol | 平衡量/mol | 达到平衡所 需时间/min | ||
H2O | CO | H2 | CO | |||
1 | 650 | 2 | 4 | 1.6 | 2.4 | 5 |
2 | 900 | 1 | 2 | 0.4 | 1.6 | 3 |
3 | 900 | a | b | c | d | t |
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A. | v(SO2)=4 mol/(L•min) | B. | v(O2)=3 mol/(L•min) | ||
C. | v(SO3)=6 mol/(L•min) | D. | v(O2)=6 mol/(L•min) |
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A. | 在稀溶液中所有酸和碱反应的中和热数值都相等 | |
B. | 在稀溶液中1 mol酸和1 mol碱反应放出的热量都相等 | |
C. | 在稀溶液中HCl和NaOH反应、HNO3和KOH反应的中和热相等 | |
D. | 将浓硫酸滴入稍过量的氢氧化钠溶液中刚好生成1 mol水时,产生的热量即为中和热 |
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