Question

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△H =﹣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CH₂ =CH₂﹣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该电池负极的电极反应式为：                                   。

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，发现阳极周围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）①C2H4；②C2H4-12e - +4H2O = 2CO2+ 12H+；③Al3++3HCO3－=Al(OH)3↓+3CO2↑

【解析】

试题分析：（1）已知氢气的燃烧热为285.8 kJ/mol，则①2H2(g)+O2(g)=2H2O(l)△H=-285.8×2 kJ/mol=-571.6kJ/mol，

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

③N2(g)+O2(g)=2NO(g)△H=+180.6 kJ/mol，

利用盖斯定律，将①×3+②×6-③×2，

可得4NH3(g)+5O2(g)4NO(g)+6 H2O(l)△H=(-571.6kJ/mol)×3+6×(+44.0 kJ/mol)-(-92.4 kJ/mol)×2=-1168.8kJ/mol，故答案为：-1168.8kJ/mol；

（2）①氨气的平均化学反应速率为v===0.015 mol/(L•min)，同一化学反应同一时间段内，各物质的反应速率之比等于计量数之比，所以氧气的平均化学反应速率为0.1875mol/(L•min)，故答案为：0.1875mol/(L•min)；

②通过图表比较第6min时，反应物的浓度增大，生成物的浓度减小，表示平衡向逆反应方向移动，A．使用催化剂，平衡不移动，错误；B．根据4NH3(g)+5O2(g)4NO(g)+6 H2O(l)△H-1168.8kJ/mol，知升高温度，平衡向逆反应方向移动，正确；C．减小压强，平衡向逆反应方向移动，所有物质浓度都要减小，错误；D．增加O2的浓度，氧气的浓度增大，错误；故选B；

③A、单位时间内生成n mol NO的同时，生成n mol NH3，正逆反应速率相等，正确；B、该反应属于气体的物质的量和质量均发生变化的反应，因此混合气体的平均相对分子质量不再变化可以判断反应达到了化学平衡状态，正确；C、百分含量w(NH3)=w(NO)不表示他们的浓度不变，不能判断是否是平衡状态，错误；D、如何时候，都有反应速率v(NH3)：v(O2)：v(NO)：v(H2O) = 4：5：4：6，不能判断是否是平衡状态，错误；E、该反应属于气体的物质的量发生变化的反应，在恒温恒压下容积可变的容器中反应，混合气体的密度表示物质的量不再变化，可以判断是平衡状态，正确；故选ABE；

（3）①H+向右移动，说明右面的电极是正极，故乙烯应从b也就是负极通入，故答案为：C2H4；

②正极是氧气反应，在酸性条件下，电极反应式为：O2+4e-+4H+=2H2O，负极是乙烯发生氧化反应，电极反应式为：C2H4-12e - +4H2O = 2CO2+ 12H+，故答案为：C2H4-12e - +4H2O = 2CO2+ 12H+；

③铝作阳极，阳极上电极反应式为Al=Al3++3e-；阳极上生成的铝离子和碳酸氢根离子发生双水解反应生成氢氧化铝沉淀和二氧化碳气体，所以溶液变浑浊Al3++3HCO3-=Al(OH)3↓+3CO2↑，故答案为：Al3++3HCO3-=Al(OH)3↓+3CO2↑。

考点：考查了盖斯定律、化学平衡的影响因素、化学电源新型电池的相关知识。