Question

（16分）Ⅰ．已知下列反应的热化学方程式为：

C(s) + O₂(g)CO₂(g)                    ΔH₁ = -393.5 kJ/mol

CH₃COOH(l) + 2O₂(g)2CO₂(g) + 2H₂O(l)   ΔH ₂ = -870.3 kJ/mol

2H₂(g) + O₂(g) 2H₂O(l)                ΔH ₃ = -571.6 kJ/mol

请计算2C(s) + 2H₂(g) + O₂(g)CH₃COOH(l)   ΔH ₄ =           。

Ⅱ．在某温度下，物质(t－BuNO)₂在正庚烷或CCl₄溶剂中均可以发生反应：

(t－BuNO)₂ 2(t－BuNO)

该温度下该反应在CCl₄溶剂中的平衡常数为1.4 mol/L。

（1）向1 L正庚烷中加入0.50 mol (t-BuNO)₂，10 min时反应达平衡，此时(t-BuNO)₂的平衡转化率为60%（假设反应过程中溶液体积始终为1 L）。反应在前10 min内的平均速率为v(t-BuNO)=       。计算上述反应的平衡常数K。(写出计算过程，计算结果保留3位有效数字)

（2）有关反应：(t－BuNO)₂ 2(t－BuNO) 的叙述正确的是________

A．压强越大，反应物的转化率越大  B．温度升高，该平衡一定向右移动

C．溶剂不同，平衡常数K值不同

（3）通过比色分析得到40℃时(t－BuNO)₂和(t－BuNO)浓度随时间的变化关系的几组数据如下表所示，请在同一图中绘出(t－BuNO)₂和（t－BuNO）浓度随时间的变化曲线。

时间（min）	0	1	3	5	7	9	11
c(t－BuNO)2 mol/L	0.05	0.03	0.01	0.005	0.003	0.002	0.002
c(t－BuNO) mol/L	0	0.04	0.08	0.09	0.094	0.096	0.096

Ⅲ．甲醇燃料电池的电解质溶液是KOH溶液。则通入甲醇的电极反应式为               。若通空气的电极上有32g O₂参加反应，则反应过程中转移了______ mol e^－。

Answer

（16分）

Ⅰ．－488.3kJ/mol

Ⅱ．（1）ν（t-BuNO）=0.06mol•L-1•min-1

【解析】

（t-BuNO）2 2（t-BuNO）

开始浓度（mol•L-1） 0.50 0

转化浓度（mol•L-1） 0.50×60% 0.50×60%×2

平衡浓度（mol•L-1） 0.50×（1-60%） 0.50×60%×2

K===1.80mol/L

（2）C

（3）

Ⅲ．CH3OH + 8OH- -6 e－= CO32- + 6H2O 4

【解析】

试题分析：Ⅰ、根据盖斯定律，2C(s)＋2H2(g)＋O2(g)＝CH3COOH(l)的反应热为ΔH4==ΔH 1×2+ΔH 3×2-ΔH 2＝－488.3 kJ/mol。Ⅱ、（1）已知（t-BuNO）2的初始物质的量为0.5mol及体积为1L，可求得其初始浓度为0.50mol/L，同时知道，（t-BuNO）2的转化率为60%，△c（（t-BuNO）2）=0.3 mol/L，由方程式可知：v(t-BuNO)=2 v(t-BuNO)2=2×[(0.3mol/L)÷10min]= 0.06mol•L-1•min-1；利用三段式计算K值：

（t-BuNO）2 2（t-BuNO）

开始浓度（mol•L-1） 0.50 0

转化浓度（mol•L-1） 0.50×60% 0.50×60%×2

平衡浓度（mol•L-1） 0.50×（1-60%） 0.50×60%×2

可解得：K===1.80mol/L

（2）A、由于该反应为非气体反应体系，改变压强，平衡不移动，反应物的转化率不变，错误；B、由于题目中的改变温度，无法知道该反应的热效应，改变温度，无法知道其移动方向，错误；C、该温度下该反应在CCl4溶剂中的平衡常数为1.4 mol/L，在（1）中计算得在正庚烷溶剂中的平衡常数为1.80mol/L，故不同溶剂中的平衡常数K值不同，正确，应选择C；（3）根据40℃时浓度随时间的变化关系数据表格，在图中进行描点，然后连城曲线，并做好标注，即可：Ⅲ、燃料电池中通入燃料的一极为负极，而通入O2的一极为正极，由于电解质溶液是KOH溶液，显碱性，可得总反应为：2CH3OH+3O2 + 4OH- =2 CO32- + 6H2O，正极反应为O2 + 4 e－+ 2H2O =4OH-由总反应减去正极反应可得负极反应：CH3OH + 8OH- -6 e－= CO32- + 6H2O，注意得失电子数目相等；32g O2的物质的量即为1mol，根据上述正极反应方程式可计算出转移了4 mol e－。

考点：考查盖斯定律的应用、化学反应速率的计算、平衡常数的计算、化学平衡的影响因素、绘制平衡图像以及燃料电池电极反应式的书写和电子转移数目的计算。