Question

（2013?紅橋區(qū)一模）（1）臭氧可用于凈化空氣、飲用水消毒、處理工業(yè)廢物和作為漂白劑．
①臭氧幾乎可與除鉑、金、銥、氟以外的所有單質(zhì)反應(yīng)．如：
6Ag（s）+O₃（g）═3Ag₂O（s）；△H=-235.8kJ/mol．
己知：2Ag₂O（s）═4Ag（s）+O₂（g）；△H=+62.2kJ/mol，
則O₃轉(zhuǎn)化為O₂的熱化學(xué)方程式為

2O₃（g）═3O₂（g）；△H=-285kJ/mol

；
②科學(xué)家P．Tatapudi等人首先使用在酸性條件下電解水的方法制得臭氧．臭氧在陽極周圍的水中產(chǎn)生，陰極附近的氧氣則生成過氧化氫，陰極電極反應(yīng)式為

6H⁺+3O₂+6e^-=3H₂O₂

．
（2）用活性炭還原法處理氮氧化物，有關(guān)反應(yīng)為：
C（s）+2NO（g）?N₂（g）+CO₂（g）．某研究小組向某密閉的真空容器（假設(shè)容器體積不變，固體試樣體積忽略不計）中加入NO和足量的活性炭，恒溫（T₁℃）條件下反應(yīng)，反應(yīng)進(jìn)行到不同時間測得各物質(zhì)的濃度如下：

時間/min濃度（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	0.17

①10min～20min以內(nèi)v（CO₂）表示的反應(yīng)速率為

0.009mol/L?min

②根據(jù)表中數(shù)據(jù)，計算T₁℃時該反應(yīng)的平衡常數(shù)K=

0.56

（保留兩位小數(shù)）；
③下列各項能作為判斷該反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)的是

CD

 （填序號字母）；
A．容器內(nèi)壓強保持不變
B．2v_正（NO）=v_逆（N₂）
C．容器內(nèi)CO₂的體積分?jǐn)?shù)不變
D．混合氣體的密度保持不變
④30min時改變某一條件，反應(yīng)重新達(dá)到平衡，則改變的條件可能是

減小體積，增大氮氣濃度

；
⑤一定溫度下，隨著NO的起始濃度增大，則NO的平衡轉(zhuǎn)化率

不變

（填“增大”、“不變”或“減小”）．

Answer 1

分析：（1）①依據(jù)熱化學(xué)方程式結(jié)合蓋斯定律計算得到；
②由陽極制得臭氧，陰極制得過氧化氫．電解總方程式為：3H₂O+3O₂═3H₂O₂+O₃，電解池中陰極上氧氣得到電子生成過氧化氫發(fā)生還原反應(yīng)；
（2）①依據(jù)圖標(biāo)數(shù)據(jù)結(jié)合化學(xué)反應(yīng)速率概念計算得到；
②依據(jù)圖表數(shù)據(jù)結(jié)合化學(xué)平衡常數(shù)概念是利用生成物平衡濃度冪次方乘積除以反應(yīng)物平衡濃度冪次方乘積計算得到；
③依據(jù)化學(xué)平衡狀態(tài)的實質(zhì)是正逆反應(yīng)速率相等，結(jié)合反應(yīng)特征分析判斷；
④依據(jù)圖表數(shù)據(jù)分析判斷；
⑤反應(yīng)是氣體體積不變的反應(yīng)，反應(yīng)物只有氣體一氧化氮，增大一氧化氮濃度相當(dāng)于增大容器內(nèi)壓強對平衡的影響分析；

解答：解：（1）①a、6Ag（s）+O₃（g）═3Ag₂O（s）；△H=-235.8kJ/mol．
b、2Ag₂O（s）═4Ag（s）+O₂（g）；△H=+62.2kJ/mol
依據(jù)蓋斯定律a×2+b×3得到：2O₃（g）═3O₂（g）；△H=-285kJ/mol；故答案為：2O₃（g）═3O₂（g）；△H=-285kJ/mol；
②由陽極制得臭氧，陰極制得過氧化氫．電解總方程式為：3H₂O+3O₂═3H₂O₂+O₃，陽極反應(yīng)為3H₂O=O₃+6H⁺+6e^-，陰極反應(yīng)為6H⁺+3O₂+6e^-=3H₂O₂；
故答案為：6H⁺+3O₂+6e^-=3H₂O₂；
（2）①10min～20min以內(nèi)v（CO₂）表示的反應(yīng)速率=

0.30mol/L-0.21mol/L

10min

=0.009mol/L?min；故答案為：0.009mol/L?min；
②T₁℃時該反應(yīng)平衡濃度為，c（N₂）=0.3mol/L；c（CO₂）=0.3mol/L；c（NO）=0.4mol/L； K=

c(N2)c(CO2)

c2(NO)

=

0.3×0.3

0．42

=0.56；故答案為：0.56；
③C（s）+2NO（g）?N₂（g）+CO₂（g）．反應(yīng)是氣體體積不變的反應(yīng)；
A．反應(yīng)是氣體體積不變的反應(yīng)，反應(yīng)過程中和反應(yīng)平衡狀態(tài)壓強相同，所以容器內(nèi)壓強保持不變不能說明反應(yīng)達(dá)到平衡，故A錯誤；
B．反應(yīng)速率之比等于化學(xué)方程式系數(shù)之比，當(dāng)v_正（NO）=2v_逆（N₂），反應(yīng)達(dá)到平衡，v_正（NO）=2v_正（N₂）z只能說明反應(yīng)正向進(jìn)行，故B錯誤；
C．容器內(nèi)CO₂的體積分?jǐn)?shù)不變，說明反應(yīng)達(dá)到平衡，故C正確；
D．混合氣體密度等于質(zhì)量除以體積，反應(yīng)中碳是固體，平衡移動氣體質(zhì)量變化，體積不變，所以混合氣體的密度保持不變，說明反應(yīng)達(dá)到平衡，故D正確；
故選CD；
④30min時改變某一條件，反應(yīng)重新達(dá)到平衡，依據(jù)平衡常數(shù)計算得到c（N₂）=0.34mol/L；c（CO₂）=0.17mol/L；c（NO）=0.32mol/L；K=

c(N2)c(CO2)

c2(NO)

=

0.34×0.17

0.322

=0.56，化學(xué)平衡常數(shù)隨溫度變化，平衡常數(shù)不變說明改變的條件一定不是溫度；依據(jù)數(shù)據(jù)分析，氮氣濃度增大，二氧化碳和一氧化氮濃度減小，反應(yīng)前后氣體體積不變，所以可能是減小溶液體積后加入氮氣；故答案為：減小體積，增大氮氣濃度；
⑤一定溫度下，隨著NO的起始濃度增大，C（s）+2NO（g）?N₂（g）+CO₂（g）．反應(yīng)是氣體體積不變的反應(yīng)；增大一氧化氮濃度相當(dāng)于增大體系壓強，平衡不動，一氧化氮轉(zhuǎn)化率不變；
故答案為：不變；

點評：本題考查了熱化學(xué)方程式和蓋斯定律的計算應(yīng)用，化學(xué)平衡的影響因素分析化學(xué)平衡移動原理的應(yīng)用，平衡常數(shù)計算判斷，題目難度中等．