Question

【题目】氮及其化合物在生产生活中有广泛应用。

（1）已知：CO可将部分氮的氧化物还原为N2。

反应Ⅰ：2CO(g)+2NO(g)N2(g)+2CO2(g) △H = －746 kJ·mol－1

反应Ⅱ：4CO(g)+2NO2(g)N2(g)+4CO2(g) △H = －1200 kJ·mol－1

写出CO将NO2还原为NO的热化学方程式 。

（2）在一绝热恒容的容器中充入2mol CO和1mol NO2发生上述反应II，以下能说明反应达到平衡状态的是 （ ）

A．容器内的总压强不在变化 B．容器内CO和NO2物质的量比不变

C．容器内气体平均密度不变 D．容器内气体温度恒定不变

（3）在密闭容器中充入5 mol CO和4 mol NO发生上述反应I，下图为平衡时NO的体积分数与温度、压强的关系。

回答下列问题：

①温度：T1 T2（填“＜”或“＞” ）。

②某温度下，在体积为2 L的密闭容器中，反应进行10分钟放出热量373 kJ，用CO的浓度变化表示的平均反应速率v(CO)= 。

③若在D点对反应容器升温的同时扩大体积使体系压强减小，重新达到的平衡状态可能是图中A~G点中的 点

（4）某温度时，亚硝酸银AgNO2的 Ksp= 9.0×10-4、Ag2SO4的Ksp=4.0×10-5，当向含NO2－、SO42－混合溶液中加入AgNO3溶液至SO42－恰好完全沉淀（即SO42－浓度等于1.0×10-5 mol·L-1）时，c(NO2－)= mol·L－1。

（5）如右图，在酸性条件下，电解水中CN-可转化为CO2和N2，请写出阳极的电极反应式 。

Answer 1

【答案】（1）CO(g)+NO2(g)CO2(g)+NO(g)△H=-227kJ·mol-1；

（2）AD；（3）①＞；②0.05mol·L-1·min-1；③A；

（4）4.5×10－4mol·L－1；（5）2CN－+4H2O－10e-＝N2↑+2CO2↑+8H+。

【解析】

试题分析：（1）①2CO(g)+2NO(g) N2(g)+2CO2(g)，②4CO(g)+2NO2(g) N2(g)+4CO2(g)，(②－①)/2得出CO(g)+NO2(g)CO2(g)+ NO(g) △H= -227 kJ·mol-1；（2）A、反应前后系数之和不相等，因此压强不变，说明反应达到平衡，故正确；B、因为投入量为2：1，与系数之比相等，任何时刻，物质的量之比不变，不能说明反应达到平衡，故错误；C、根据密度的定义，组分都是气体，气体质量相等，容器是恒容，气体体积不变，因此密度不变，不能说明达到平衡，故错误；D、因为绝热容器，正反应是放热反应，温度会升高，当温度不再改变，说明反应达到平衡，故正确；(3)①作等压线，正反应是放热反应，温度升高，平衡向逆反应方向移动，NO的转化率降低，NO的体积分数增大，即T1>T2；②消耗2molCO放出热量为746kJ，因此放出373kJ热量消耗CO的物质的量为2×373/746mol=1mol，根据化学反应速率的定义，v(CO)= 1/(2×10) mol·L-1·min-1=0.05 mol·L-1·min-1；③升高温度，平衡向逆反应方向移动，NO的体积分数增大，减小压强，平衡向逆反应方向移动，NO的体积分数增大，即A点；(4)当SO42－全部转化成沉淀，此时溶液的c2(Ag＋)=Ksp/c(SO42－)=4，即c(Ag＋)=2mol·L－1，因此c(NO2－)=Ksp/c(Ag＋)=9×10－4/2mol·L－1=4.5×10－4mol·L－1；(5)阳极是失电子的过程，化合价升高，根据装置图，右侧电极为阳极，即电极反应式为：2CN－+4H2O－10e-＝N2↑+2CO2↑+8H+。