Question

（14分）工业制硝酸的主要反应为：4NH₃ (g) +5O₂ (g) 4NO(g) + 6H₂O(l)  △H

（1）已知氢气的燃烧热为285.8kJ/mol。

N₂（g）+3H₂（g）═ 2NH₃（g）△H = ﹣92.4kJ/mol；

N₂（g）+ O₂（g）═ 2NO（g）△H = +180.6kJ/mol。

则上述工业制硝酸的主要反应的△H=              。

（2）在容积固定的密闭容器中发生上述反应，容器内部分物质的物质的量浓度如下表：

浓度	c(NH3)（mol/L）	c(O2)（mol/L）	c(NO)（mol/L）
起始	0.8	1.6	0
第2min	0.6	a	0.2
第4min	0.3	0.975	0.5
第6min	0.3	0.975	0.5
第8min	0.7	1.475	0.1

①反应在第2min到第4min时，O₂的平均反应速率为               。

②反应在第6min时改变了条件，改变的条件可能是           （填序号）。

A．使用催化剂      B．升高温度      C．减小压强        D．增加O₂的浓度

③下列说法中能说明4NH₃(g) + 5O₂(g) 4NO(g) + 6H₂O(g)达到平衡状态的是_________ （填序号）。

A．单位时间内生成n mol NO的同时，生成n mol NH₃

B．条件一定，混合气体的平均相对分子质量不再变化

C．百分含量w（NH₃）=w（NO）

D．反应速率v(NH₃)：v(O₂)：v(NO)：v(H₂O) = 4：5：4：6

E．若在恒温恒压下容积可变的容器中反应，混合气体的密度不再变化

（3）某研究所组装的CH₃OH﹣O₂燃料电池的工作原理如图1所示。

①该电池工作时，b口通入的物质为                                。

②该电池正极的电极反应式为：                                   。

③以此电池作电源，在实验室中模拟铝制品表面“钝化”处理（装置如图2所示）的过程中，发现溶液逐渐变浑浊并有气泡产生，其原因可能是             （用相关的离子方程式表示）。

Answer

（14分，每空2分）(1)△H = ﹣1168.8kJ/mol ；（2）①0.1875mol/（L•min），②B，③ABE；

（3）①CH3OH；②O2+4e－+4H+=2H2O；③Al﹣3e－=Al3+、Al3++3HCO3－=Al(OH)3↓+3CO2↑。

【解析】

试题分析：（1）根据氢气的燃烧热为285.8kJ/mol可得热化学方程式① H2(g)+1/2 O2(g)=H2O(l) △H = ﹣285.8kJ/mol 。②N2(g)+3H2(g)═ 2NH3(g)△H = ﹣92.4kJ/mol；③N2(g)+ O2(g)═ 2NO(g)△H = +180.6kJ/mol。③×2-②×2+①×6,整理可得4NH3 (g) +5O2 (g) 4NO(g) + 6H2O(l) △H=﹣1168.8kJ/mol；（2）①根据题意可知反应△c(NH3): △c(O2)=4:5,由于△c(NH3)=0.3mol/L，所以△c(O2)=5/4△c(NH3)= 5/4×0.3mol/L=0.375mol/L，则在第2min到第4min时，O2的平均反应速率为v(O2)= 0.375mol/L÷2min= 0.1875mol/(L·min)；②反应在第6min时改变了条件，NO浓度减小，NH3 和O2的浓度增加，平衡逆向移动。A．使用催化剂，平衡不发生移动，错误； B．由于该反应的正反应是放热反应，根据平衡移动原理，升高温度，化学平衡向吸热的逆反应方向移动，正确；C．该反应的正反应是气体体积增大的反应，根据平衡移动原理，减小压强，平衡正向移动，与反应事实不吻合，错误；D．根据平衡移动原理，增大反应物增加O2的浓度，平衡正向移动，与反应事实不吻合，错误。③A．单位时间内生成n mol NO的同时必然消耗nmol NH3，同时生成n mol NH3，则NH3的物质的量及物质的量浓度不变，反应处于平衡状态，正确；B．由于该反应是反应前后气体体积不等的反应，由于气体的质量在反应前后不变，因此条件一定，混合气体的平均相对分子质量不再变化说明气体非物质的量不变，反应达到平衡状态，正确；C．百分含量w(NH3)=w(NO)，反应可能处于平衡状态，也可能未达到平衡状态，这与开始加入的物质的量的多少级反应条件有关，错误；D．反应速率v(NH3)：v(O2)：v(NO)：v(H2O) = 4：5：4：6，由于未指明反应速率是正反应速率还是逆反应速率，所以不能判断反应处于平衡状态，错误；E．若在恒温恒压下容积可变的容器中反应，混合气体的密度不再变化；，则混合气体的物质的量不变，因此反应处于平衡状态，正确。（3） ①根据图示可知H+从左边向右边扩散，则左侧的电极是正电荷较多的负极，因此该电池工作时，b口通入的物质为燃料甲醇；②该电池正极上氧气得到电子，发生还原反应，电极反应式为O2+4e－+4H+=2H2O；③以甲醇燃料电池作电源，电解NaHCO3溶液，由于阳极是Al，是活性电极，发生的电极反应是Al﹣3e－=Al3+，Al3+进入溶液，与溶液中的HCO3-发生盐的双水解反应：Al3++3HCO3－=Al(OH)3↓+3CO2↑；既产生了氢氧化铝沉淀，同时也产生了二氧化碳气体，因此在实验的过程中，发现溶液逐渐变浑浊并有气泡产生。

考点：考查盖斯定律的应用、化学反应速率的计算、化学平衡状态的判断、原电池、电解池反应原理的应用的知识。