Question

（7分）(1)臭氧可用于净化空气、饮用水消毒、处理工业废物和作为漂白剂。

    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)；△H = -235.8 kJ/mol;  

    己知：2 Ag₂O(s)===4Ag(s)+O₂(g)；△H = +62.2kJ/mol;

    则反应 2O₃（g）= 3O₂ （g）  的△H =      kJ/mol；

    ②科学家P．Tatapudi等人首先使用在酸性条件下电解水的方法制得臭氧。臭氧在阳极周围的水中产  

生，阴极附近的氧气则生成过氧化氢，阴极电极反应式为    。

（2）用活性炭还原法处理氮氧化物，有关反应为：C(s)+2NO(g)         N₂(g)+CO₂(g)  某研究小组向某密闭的真空容器(假设容器体积不变，固体试样体积忽略不计)中加入NO和足量的活性炭，恒温(T₁℃) 条件下反应，反应进行到不同时间测得各物质的浓度如下：

①在10 min～20 min的时间段内，以CO₂表示的反应速率为     ；

②写出该反应的平衡常数的表达式K=     ；

③下列各项能作为判断该反应达到平衡状态的是   (填序号字母)；

A．容器内压强保持不变           B．2v_正(NO)=v_逆(N₂)

C．容器内CO₂的体积分数不变     D．混合气体的密度保持不变

④30 min时改变某一条件，反应重新达到平衡，则改变的条件可能是 ；

⑤一定温度下，随着NO的起始浓度增大，则NO的平衡转化率   (填“增大”、“不变”或“减小”)。

Answer

（7分）：（1）①-285kJ/mol；

②3O2+6H++6e-=3H2O2；

（2）：（1）①0.009/mol/（L.min）

②0.56；

③C、D

④减小CO2浓度

⑤ 不变。

【解析】

试题分析：（1）①①6Ag（s）+O3（g）═3Ag2O（s），△H=-235.8kJ•mol-1，

②2Ag2O（s）═4Ag（s）+O2（g），△H=+62.2kJ•mol-1，根据盖斯定律可知①×2+

②×3可得到，2O3（g）=3O2（g），则反应热△H=（-235.8kJ•mol-1）×2+（+62.2kJ•mol-1）

×3=-285kJ/mol。

②酸性条件下电解水的方法制得臭氧，臭氧在阳极周围的水中产生，其电极反应式为3H2O-6e-=O3↑+6H+，阴极附近的氧气得电子生成过氧化氢，其电极反应式为3O2+6H++6e-=3H2O2；

（2）①在10 min～20 min的时间段内，CO2的浓度增加0.09mol/L,所以以CO2表示的反应速率为0.09mol/L/10min=0.009/mol/（L.min）；

②反应进行到20min时达平衡状态，此时NO、N2、CO2的平衡浓度分别是0.4mol/L、0.3mol/L、

0.3mol/L，所以平衡常数K=0.32mol/L/0.42mol/L=0.5625；

③A、该反应是反应前后气体压强不变的反应，所以压强不变不能判断反应是否达平衡状态，错误；B、平衡时有v正(NO)=2v逆(N2)，错误；C、反应开始时二氧化碳的体积分数一直增大，达平衡状态时容器内CO2的体积分数不变，正确；D、该反应有固体参与，所以气体的质量一直增大，容器体积不变，所以气体的密度一直在变，当达平衡时，气体密度不再变化，正确，答案选CD；

④从表中数据可知，40min时NO的浓度减小，氮气的浓度增大，二氧化碳的浓度减小，所以判断平衡正向移动，改变的条件是减小二氧化碳的浓度，使平衡正向移动；

⑤该反应是反应前后气体的物质的量不变的反应，改变NO的浓度达到的平衡是等效平衡，所以NO的转化率不变。

考点：考查盖斯定律的应用，电化学原理的应用，化学平衡理论的应用