Question

（1）80℃时，将0.40mol的N₂O₄气体充入2L已经抽空的固定容积的密闭容器中，发生如下反应：
N₂O₄?2NO₂△H＞0，隔一段时间对该容器内的物质进行分析，得到如下数据：

时间（s） n（mol）	0	20	40	60	80	100
n（N2O4）	0.40	a	0.20	c	d	e
n（NO2）	0.00	0.24	b	0.52	0.60	0.60

①计算20s-40s内用N₂O₄表示的平均反应速率为

 

②计算在80℃时该反应的平衡常数K=

 

；
③反应进行至l00s后将反应混合物的温度降低，混合气体的颜色（填“变浅”、“变深”或“不变”）

 

；
④要增大该反应的K值，可采取的措施有（填序号）

 

；
A．增大N₂O₄的起始浓度   B．向混合气体中通入NO₂
C．使用高效催化剂   D．升高温度
（2）①丙烷脱氢可得丙烯．
已知：C₃H₈（g）→CH₄（g）+HC=CH（g）+H₂（g）；△H₁=156.6kJ?mol^-1
CH₄（g）+HC=CH（g）→CH₃CH=CH₂（g）；△H₂=-32.4kJ?mol^-1
则相同条件下，反应C₃H₈（g）→CH₃CH=CH₂（g）+H₂（g）的△H=

 

；
②以丙烷为燃料制作新型燃料电池，电池的正极通入O₂和CO₂，负极通入丙烷，电解质是熔融碳酸盐．电池总反应方程式为

 

；
③常温下，0.1mol?L^-1NaHCO₃溶液的pH大于8，原因是

 

．（用文字说明）
写出NaHCO₃溶液水解离子方程式：

 

．

Answer 1

考点：化学平衡的计算,用盖斯定律进行有关反应热的计算,化学电源新型电池,化学平衡的影响因素

专题：化学反应中的能量变化,化学平衡专题,电化学专题

分析：（1）①先根据二氧化氮物质的量计算20s内反应的四氧化二氮的物质的量，进而计算20s时容器内四氧化二氮的物质的量，再计算20s～40s参加反应的四氧化二氮的物质的量，再根据速率定义式计算四氧化二氮的平均反应速率；
②反应的平衡常数为生成物的浓度系数次幂之积除以反应物的浓度系数次幂之积所得的比值，由表中数据可知80s时，反应达平衡状态，计算出平衡时反应混合物各组分的物质的量，进而计算平衡时各组分的浓度，代入平衡常数表达式计算；
③该反应正反应是吸热反应，降低温度平衡向逆反应方向移动，NO₂浓度减小；
④平衡常数只受温度影响，要增大该反应的K值，应改变温度使平衡向正反应方向移动；
（2）①根据盖斯定律，反应热只与始态与终态有关，与途径无关，故由已知热化学方程式乘以适当的系数进行加减构造目标热化学方程式，反应热也乘以相应的系数并进行相应的加减，据此计算；
②丙烷燃料电池本质是丙烷与氧气反应生成二氧化碳和水，以此来书写电池总反应方程式；
③NaHCO₃溶液中碳酸氢根的水解程度大于电离程度，溶液呈碱性．

解答： 解：①20s时△n（NO₂）=0.24mol，故△n（N₂O₄）=

1

2

△n（NO₂）=

1

2

×0.24mol=0.12mol，所以a=0.4mol-0.12mol=0.28mol，故20s～40s参加反应的四氧化二氮的物质的量为0.28mol-0.2mol=0.08mol，所以20s-40s内用N₂O₄表示的平均反应速率为

0.08mol 2L

40s-20s

=0.002mol/（L?S），
故答案为：0.002mol/（L?S）；
②由表中数据可知80s时，反应达平衡状态，由（1）中计算可知d=e=0.1mol，故c（N₂O₄）=

0.1mol

2L

=0.05mol/L，c（NO₂）=

0.6mol

2L

=0.3mol/L，所以该温度下平衡常数k=

0．32

0.05

mol?L^-1=1.8mol?L^-1，
故答案为：1.8mol?L^-1；
③该反应正反应是吸热反应，降低温度平衡向逆反应方向移动，NO₂浓度减小，气体的颜色变浅，
故答案为：变浅；
④平衡常数只受温度影响，要增大该反应的K值，应改变温度使平衡向正反应方向移动，该反应正反应是吸热反应，故应升高温度平衡向正反应移动，平衡常数k增大，
故答案为：D；
（2）①已知：Ⅰ、C₃H₈（g）→CH₄（g）+HC=CH（g）+H₂（g）；△H₁=156.6kJ?mol^-1
Ⅱ、CH₄（g）+HC=CH（g）→CH₃CH=CH₂（g）；△H₂=-32.4kJ?mol^-1
根据盖斯定律，Ⅰ+Ⅱ得C₃H₈（g）→CH₃CH=CH₂（g）+H₂（g） 故△H=156.6kJ?mol^-1-32.4kJ?mol^-1=124.2kJ?mol^-1，
故答案为：124.2kJ?mol^-1；
②丙烷燃料电池本质是丙烷与氧气反应生成二氧化碳和水，则电池的总反应为C₃H₈+5O₂═3CO₂+4H₂O，
故答案为：C₃H₈+5O₂═3CO₂+4H₂O；
③NaHCO₃溶液中HCO₃^-的水解程度大于电离程度，溶液呈碱性，HCO₃^-的水解离子方程式为：HCO₃^-+H₂O?H₂CO₃+OH^-，
故答案为：HCO₃^-的水解程度大于电离程度；HCO₃^-+H₂O?H₂CO₃+OH^-．

点评：本题考查化学平衡移动及计算、反应热计算、原电池、盐类水解等，题目较为综合，具有一定难度，做题时注意外界条件对化学平衡的影响，注意（1）④中平衡常数只受温度影响，温度不变平衡常数不变．