Question

碳和氮的化合物与人类生产、生活密切相关。

（1）在一恒温、恒容密闭容器中发生反应：Ni(s)+4CO(g) Ni(CO)₄（g），△H＜0；

利用该反应可以将粗镍转化为纯度达99.9%的高纯镍。下列说法正确的是_______（填字母编号）。

A．增加Ni的量可提高CO的转化率，Ni的转化率降低

B．缩小容器容积，平衡右移，△H减小

C．反应达到平衡后，充入CO再次达到平衡时，CO的体积分数降低

D．当4v_正[Ni(CO)₄]=v_正(CO)时或容器中混合气体密度不变时，都可说明反应已达化学平衡状态

（2）CO与镍反应会造成含镍催化剂的中毒．为防止镍催化剂中毒，工业上常用SO₂将CO氧化，二氧化硫转化为单质硫．

已知：CO(g)+ 1/2O₂(g)=CO₂(g)  △H=-Q₁ kJ•mol^-1

S(s) +O₂(g) =SO₂(g)  △H=-Q₂ kJ•mol^-1

则SO₂(g) +2CO(g) =S(s) +2CO₂(g)  △H=________________；

（3）对于反应：2NO（g）+O₂═2NO₂（g），向某容器中充入10mol的NO和10mol的O₂，在其他条件相同时，分别测得NO的平衡转化率在不同压强（P₁、P₂）下随温度变化的曲线（如图1）．

①比较P₁、P₂的大小关系_______________；

②700℃时，在压强为P₂时，假设容器为1L，则在该条件平衡常数的数值为_______(最简分数形式)；

（4）NO₂、O₂和熔融NaNO₃可制作燃料电池，其原理如图2所示．该电池在使用过程中石墨I电极上生成氧化物Y，其电极反应式为_______________；若该燃料电池使用一段时间后，共收集到20mol Y，则理论上需要消耗标准状况下氧气的体积为________L。

Answer

（1）C（2）-(2Q1-Q2)kJ•mol-1（3）①p2＞p1② 1/144（4）NO2+NO3--e-=N2O5 224

【解析】

试题分析：（1）A．Ni是固体，浓度为常数，改变用量对平衡无影响，反应物的转化率不变，故A错误；B．一定温度下给定的化学方程式的△H不会随着平衡移动而改变，只与方程式的书写方式有关，故B错误；C．因外界条件为恒温恒容、Ni是固体且正反应为气体体积缩小的反应，所以反应达到平衡后充入CO，相当于在恒温恒压条件下达平衡后又加压，平衡右移，CO的转化率提高，平衡后其体积分数降低，故C正确；D．速率关系未说明正、逆，不能判断是否已达平衡；因该反应气体质量增加而容积不变，所以混合气体密度是一个变量，当不变时说明反应达平衡，故D错误；故答案为C；（2）根据已知：①CO(g）+1/2O2(g)=CO2(g) △H=-Q1 kJ•mol-1②S(s) +O2(g) =SO2(g) △H=-Q2 kJ•mol-1则运用盖斯定律，SO2(g) +2CO(g) ═S(s)+2CO2(g)可由①×2-②得到，则△H=-(2Q1-Q2)kJ•mol-1；（3）①相同温度下，增大压强，平衡向正反应方向移动，则NO的转化率增大，根据图象知，相同温度下，p2的转化率大于p1，所以p2＞p1；②700℃时，在压强为P2时，由图象知NO平衡转化率为20%，则反应消耗NO2mol，氧气为1mol，生成二氧化氮为2mol，平衡时NO为8mol，氧气为9mol，生成二氧化氮为2mol，则K=22÷(82×9)=1/144；（4）据题意，通O2一极为正极，电极反应式为O2+2N2O5+4e-=4NO3-；通NO2一极为负极，电极反应为：NO2+NO3--e-=N2O5，根据电池总反应4NO2+O2=2N2O5，收集到20molN2O5需消耗O2为10mol，标准状况下体积为224L。

考点：以碳和氮的化合物为载体考查化学平衡、热化学方程式及电化学的相关知识。