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）+O₂（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＞p1；②；

（4）NO2+NO3﹣﹣e﹣=N2O5；224．

【解析】（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）+O2（g）=CO2（g）△H=﹣Q1 kJ•mol﹣1

②S（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，故答案为：﹣（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，故答案为：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==；

（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．