Question

【题目】请回答下列问题：
（1）火箭燃料液态偏二甲肼（C2H8N2）是用液态N2O4作氧化剂，二者反应放出大量的热，生成无毒、无污染的气体和水．已知室温下，1g燃料完全燃烧释放出的能量为42.5kJ，则该反应的热化学方程式为 ．
（2）298K时，在2L固定体积的密闭容器中，发生可逆反应：2NO2（g）N2O4（g）△H=﹣akJmol﹣1 （a＞0）．N2O4的物质的量浓度随时间变化如图1．达平衡时，N2O4的浓度为NO2的2倍，回答下列问题：

①298k时，该反应的平衡常数为Lmol﹣1（精确到0.01）．
②下列情况不是处于平衡状态的是：
a．混合气体的密度保持不变；b．混合气体的颜色不再变化； c．气压恒定时．
③若反应在398K进行，某时刻测得n（NO2）=0.6mol n（N2O4）=1.2mol，则此时V（正）V（逆）（填“＞”、“＜”或“=”）．
（3）工业上“除钙、镁”的原理反应为：MgSO4+2NaF═MgF2↓+Na2SO4；CaSO4+2NaF═CaF2↓+Na2SO4
已知KSP（CaF2）=1.11×10﹣10 ， KSP（MgF2）=7.40×10﹣11 ， 加入过量NaF溶液反应完全后过滤，则滤液中 = ．
（4）电解法可消除甲醇对水质造成的污染，原理是：通电将Co2+氧化成Co3+ ， 然后Co3+将甲醇氧化成CO2和H+（用石墨烯吸附除去Co2+）．现用图2装置模拟上述过程，则：Co2+在阳极的电极反应式为：；
除去甲醇的离子方程式为 ．

Answer 1

【答案】
（1）C2H8N2（l）+2N2O4（l）=2CO2（g）+3N2（g）+4H2O（l）△H=﹣2550 kJ?mol﹣1
（2）6.67；a；＜
（3）1.5
（4）Co2+﹣e﹣=Co3+；6Co3++CH3OH+H2O=CO2↑+6Co2++6H+
【解析】解：（1）1g燃料完全燃烧释放出的能量为42.5kJ，则1mol偏二甲肼完全燃烧释放出的能量为42.5kJ×60=2550kJ，其热化学方程式为：C2H8N2（l）+2N2O4（l）═2CO2（g）+3N2（g）+4H2O（l）△H=﹣2550kJ/mol，
所以答案是：C2H8N2（l）+2N2O4（l）=2CO2（g）+3N2（g）+4H2O（l）△H=﹣2550kJmol﹣1；（2）①有图可知N2O4的平衡浓度为0.6mol/L，达到平衡时，N2O4的浓度为NO2的2倍，则NO2的平衡浓度为0.3mol/L，则K= = =6.67L/mol，
所以答案是：6.67；
②a、反应物和生成物全是气态物质，气体的质量不变，容积为2L保持恒定，由ρ= 可知气体的密度为一定值，因此气体的密度保持不变不一定处于平衡状态，故a选；
b、混合气体的颜色不变说明NO2的浓度不变，说明反应处于化学平衡状态，故b不选；
c、反应2NO2（g）N2O4（g）是一个气体体积减小的反应，气压恒定时，正、逆反应速率相等，说明反应处于化学平衡状态，故c不选；
所以答案是：a；
③反应为放热反应，升高温度，K值减小，密闭容器的体积为2L，因此的N2O4的浓度为0.6mol/L，NO2的浓度为0.3mol/L，浓度商Q= = =6.67L/mol=6.67L/mol=K（298K）＞K（398K），反应向逆反应方向移动，因此V（正）＜V（逆）；
所以答案是：＜；（3） = = =1.5，所以答案是：1.5；（4）通电后，将Co2+氧化成Co3+ ， 电解池中阳极失电子发生氧化反应，电极反应为Co2+﹣e﹣=Co3+；
以Co3+做氧化剂把水中的甲醇氧化成CO2而净化，自身被还原为Co2+ ， 结合原子守恒与电荷守恒可知，还原生成H+ ， 配平书写离子方程式为：6Co3++CH3OH+H2O=CO2↑+6Co2++6H+ ， 所以答案是：Co2+﹣e﹣=Co3+；6Co3++CH3OH+H2O=CO2↑+6Co2++6H+ ．
【考点精析】根据题目的已知条件，利用化学平衡状态的判断的相关知识可以得到问题的答案，需要掌握状态判断：①v(B耗)=v(B生)②v(C耗):v(D生)=x : y③c(C)、C%、n(C)%等不变④若A、B、C、D为气体，且m+n≠x+y，压强恒定⑤体系颜色不变⑥单位时间内某物质内化学键的断裂量等于形成量⑦体系平均式量恒定（m+n ≠ x+y）等．