Question

对氮、碳及其化合物的研究具有重要意义。

（1）用肼(N₂H₄）为燃料，四氧化二氮做氧化剂，两者反应生成氮气和气态水。

已知：N₂(g）+2O₂(g）=N₂O₄(g）△H₁K₁

N₂H₄(g）+O₂(g）=N₂(g）2H₂O(g）△H₂K₂

则2N₂H₄(g）+ N₂O₄(g）=3N₂(g）+ 4H₂O(g） △H＝          (用△H₁、△H₂表示），该反应的化学平衡常数K =             (用K₁、K₂表示）

（2）汽车尾气转化反应：NO＋CO→N₂＋CO₂(未配平）,将NO和CO转化为和N₂和CO₂，实现除污，每生成1molN₂还原剂失去电子数为             。

（3） 大气污染物氮氧化物可以用活性炭还原法处理。某研究小组向某2L的密闭容器中加入一定量的活性炭和NO，发生反应C(s）＋2NO(g） N₂(g）＋CO₂ (g）。在T₁℃时，反应进行到不同时间(t）测得各物质的物质的量(n）如下

t(min） n(mol）	0	10	20	30	40	50
NO	2.00	1.16	0.80	0.80	0.96	0.96
N2	0	0.42	0.60	0.60	0.72	0.72
CO2	0	0.42	0.60	0.60	0.72	0.72

0~10min内，NO的平均反应速率v(NO）=             ；T₁℃时，该反应的平均常数K=             。

②30min后，只改变某一条件，反应重新达到平衡，根据上表的数据判断改变的条件可能是            (填字母编号）。

a．加入一定量的活性炭          b．通入一定量的NO

c．恒温时，充入一定量的氦气    d．加入适量的催化剂

（4）氨燃料电池使用的电解质溶液是2mol·L^-1的KOH溶液，电池反应为：4NH₃+3O₂=2N₂+6H₂O，放电时，该电池正极的电极反应式为                           。

（5）不能作为判断反应达到化学平衡状态的依据是            (填字母序号）。

A．容器内CO₂的浓度保持不变

B．v_正(N₂）=2v_逆(NO）

C．容器内压强保持不变

D．混合气体的密度保持不变

E．混合气体的平均相对分子质量保持不变

Answer

（1）2△H2—△H1(1分） K22/K1(1分）

（2）4NA或4×6.02X1023(2分）

（3）①0.042mol·L-1·min-1(2分） 0.56(或9/16）(2分） ②b(1分）

（4）O2+2H2O+4e-=4OH-(2分）

（5）BC(2分）

【解析】

试题分析：（1）已知：①N2(g）+2O2(g）=N2O4(g）△H1

②N2H4(g）+O2(g）=N2(g）+2H2O(g）△H2

根据盖斯定律，②×2-①可得：2N2H4(g）+N2O4(g）=3N2(g）+4H2O(g），则△H=2△H2-△H1，该反应平衡常数K=K22/K1；

（2）反应中N元素化合价由+2价降低为0价，每生成1molN2还原剂失去电子数为1mol×4×6.02×1023mol-1=4×6.02×1023；

（3）①①0～10min内，NO的平均反应速率v(NO）==0.042mol/(L．min）；

由表中数据可知，20min时处于平衡状态，反应前后气体的体积不变，用物质的量代替浓度计算平衡常数，则K==9/16；②反应重新达到平衡，NO增大0.16mol，N2、CO2 均增大0.08mol，等于化学计量数之比，应是通入一定量的NO，故选b；

（4）氨燃料电池使用的电解质溶液是KOH溶液，电池反应为：4NH3+3O2=2N2+6H2O．放电时，正极发生还原反应，氧气在正极获得电子，碱性条件下生成氢氧根离子，正极电极反应式为：O2+2H2O+4e-=4OH-；

（5）A．容器内CO2的浓度保持不变，可判断反应达到平衡状态，故A正确； B．v正(N2）=2v逆(NO），两速率比不等于化学计量数之比，反应没有达到平衡状态，故B正确；C．反应体系，气态反应物与气态生成物系数和相等，容器内压强保持不变，无法判断反应达到平衡状态，故C错误；D．反应体系中C为固体，则混合气体的密度保持不变，可知反应达到平衡状态，故C正确；E．反应体系中C为固体，气态反应物与气态生成物系数和相等，则混合气体的平均相对分子质量保持不变，可推知反应达到平衡状态，故E正确，答案为BC。

【考点定位】考查化学平衡影响因素、平衡常数、反应速率计算、反应热计算、化学平衡状态的判断及电极反应式书写等。

【名师点晴】化学平衡常数、影响因素及应用的考查为高频考点，难度不大，注意化学平衡常数只与温度有关，同一转化关系化学计量数不同，平衡常数不同，温度相同，同一可逆反应的正、逆反应平衡常数互为倒数。平衡常数指各生成物浓度的化学计量数次幂的乘积除以各反应物浓度的化学计量数次幂的乘积所得的比值，化学平衡常数只与温度有关，与浓度、压强无关，平衡常数越大，说明可逆反应进行的程度越大。