Question

 (1)臭氧可用于净化空气、饮用水消毒、处理工业废物和作为漂白剂。

①臭氧几乎可与除铂、金、铱、氟以外的所有单质反应。如：

6Ag(s)+O₃(g)＝3Ag₂O(s)；△H＝－235．8 kJ/mol。

己知：2 Ag₂O(s)＝4Ag(s)+O₂(g)；△H＝+62.2kJ/mol，则O₃转化为O₂的热化学方程式为           ；②科学家P．Tatapudi等人首先使用在酸性条件下电解水的方法制得臭氧。臭氧在阳极周围的水中产生，阴极附近的氧气则生成过氧化氢，阴极电极反应式为                                          。

时间/min浓度(mol/L)	NO	N2	CO2
0	1.00	0	0
10	0.58	0.21	0.21
20	0.40	0·30	0.30
30	0.40	0.30	0.30
40	0.32	0.34	0.17
50	0.32	0.34	0.l7

 

(2)用活性炭还原法处理氮氧化物，有关反应为： C(s)+2NO(g)N₂(g)+CO₂(g)。某研究小组向某密闭的真空容器(假设容器体积不变，固体试样体积忽略不计)中加入NO和足量的活性炭，恒温(T₁℃)条件下反应，反应进行到不同时间测得各物质的浓度如下：

①10 min～20 min以内v(CO₂)表示的反应速率为                       

②根据表中数据，计算T₁℃时该反应的平衡常数K＝         (保留两位小数)；

③下列各项能作为判断该反应达到平衡状态的是    (填序号字母)；

A．容器内压强保持不变

B．2v_正(NO)=v_逆(N₂)

C．容器内CO₂的体积分数不变

D．混合气体的密度保持不变

④30 min时改变某一条件，反应重新达到平衡，则改变的条件可能是     ；

⑤一定温度下，随着NO的起始浓度增大，则NO的平衡转化率    (填“增大”、“不变”或“减小”)。

 

Answer 1

【答案】

（1）①2O₃(g)＝3O₂(g)  △H＝－285kJ/mol （2分）   ②2H⁺+O₂+2e^-＝H₂O₂（2分）

（2）①0.009mol/(L•min)（没写单位不给分，2分）

②0.56（2分）③C、D（2分）④减小CO₂的浓度（2分）⑤不变（2分）

【解析】

试题分析：（1）①a、6Ag(s)+O₃(g)＝3Ag₂O(s)  △H＝－235.8 kJ/mol，b、2Ag₂O(s)＝4Ag(s)+O₂(g)△H＝+62.2kJ/mol，所以依据盖斯定律可知，a×2+b×3即得到：2O₃(g)＝3O₂(g)，所以该反应的反应热△H＝－235.8 kJ/mol ×＋62.2kJ/mol ×3＝－285kJ/mol；即2O₃(g)＝3O₂(g)  △H＝－285kJ/mol。

②电解池中阳极失去电子，发生氧化反应。阴极得到电子，发生还原反应。根据阳极制得臭氧，阴极制得过氧化氢可知，电解的总反应方程式为3H₂O+3O₂3H₂O₂+O₃，其中阳极反应为3H₂O－6e^-＝O₃+6H⁺，阴极反应为6H⁺+3O₂+6e^-＝3H₂O₂。

（2）①根据表中数据可知10 min～20 min以内v(CO₂)表示的反应速率＝＝0.009mol/(L•min)。

②根据表中数据可知T₁℃时该反应平衡浓度为，c(N₂)＝0.3mol/L、c(CO₂)＝0.3mol/L、c(NO)＝0.4mol/L，所以该温度下该反应的平衡常数K＝=＝0.56。

③根据反应式C(s)+2NO(g)N₂(g)+CO₂(g)可知，反应是气体体积不变的反应。在一定条件下，当可逆反应中正反应速率和逆反应速率相等时（但不为0），各种物质的浓度或含量均不再发生变化的状态，是化学平衡状态，则A、反应是气体体积不变的反应，反应过程中和反应平衡状态压强相同，所以容器内压强保持不变不能说明反应达到平衡，故A错误；B、反应速率之比等于化学方程式系数之比，当v_正(NO)＝2v_逆(N₂)，反应达到平衡，v_正(NO)＝2v_正(N₂)只能说明反应正向进行，故B错误；C、容器内CO₂的体积分数不变，说明反应达到平衡，故C正确；D、混合气体密度等于气体的总质量除以容器的体积，反应中碳是固体，平衡移动气体质量变化，体积不变，所以混合气体的密度保持不变，说明反应达到平衡，故D正确，答案选CD。④30min时改变某一条件，反应重新达到平衡，根据表中数据可知c(N₂)＝0.34mol/L、c(CO₂)＝0.17mol/L、c(NO)＝0.32mol/L，所以依据平衡常数K＝可知，K＝＝0.56，即平衡常数不变。由于化学平衡常数随温度变化，平衡常数不变说明改变的条件一定不是温度；依据数据分析，氮气浓度增大，二氧化碳和一氧化氮浓度减小，反应前后气体体积不变，所以可能是减小容器体积后加入氮气。

⑤一定温度下，随着NO的起始浓度增大，反应C(s)+2NO(g)N₂(g)+CO₂(g)是气体体积不变的反应；增大一氧化氮浓度相当于增大体系压强，平衡不动，一氧化氮转化率不变。

考点：考查盖斯定律进行有关反应热的计算；化学平衡的影响因素；化学平衡状态的判断；化学平衡的计算；电解原理的应用等