Question

（1）80℃時(shí)，將0.40mol的N₂O₄氣體充入2L已經(jīng)抽空的固定容積的密閉容器中，發(fā)生如下反應(yīng)：
N₂O₄?2NO₂△H＞0，隔一段時(shí)間對(duì)該容器內(nèi)的物質(zhì)進(jìn)行分析，得到如下數(shù)據(jù)：

時(shí)間（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計(jì)算20s-40s內(nèi)用N₂O₄表示的平均反應(yīng)速率為

 

②計(jì)算在80℃時(shí)該反應(yīng)的平衡常數(shù)K=

 

；
③反應(yīng)進(jìn)行至l00s后將反應(yīng)混合物的溫度降低，混合氣體的顏色（填“變淺”、“變深”或“不變”）

 

；
④要增大該反應(yīng)的K值，可采取的措施有（填序號(hào)）

 

；
A．增大N₂O₄的起始濃度   B．向混合氣體中通入NO₂
C．使用高效催化劑   D．升高溫度
（2）①丙烷脫氫可得丙烯．
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
則相同條件下，反應(yīng)C₃H₈（g）→CH₃CH=CH₂（g）+H₂（g）的△H=

 

；
②以丙烷為燃料制作新型燃料電池，電池的正極通入O₂和CO₂，負(fù)極通入丙烷，電解質(zhì)是熔融碳酸鹽．電池總反應(yīng)方程式為

 

；
③常溫下，0.1mol?L^-1NaHCO₃溶液的pH大于8，原因是

 

．（用文字說(shuō)明）
寫(xiě)出NaHCO₃溶液水解離子方程式：

 

．

Answer 1

考點(diǎn)：化學(xué)平衡的計(jì)算,用蓋斯定律進(jìn)行有關(guān)反應(yīng)熱的計(jì)算,化學(xué)電源新型電池,化學(xué)平衡的影響因素

專題：化學(xué)反應(yīng)中的能量變化,化學(xué)平衡專題,電化學(xué)專題

分析：（1）①先根據(jù)二氧化氮物質(zhì)的量計(jì)算20s內(nèi)反應(yīng)的四氧化二氮的物質(zhì)的量，進(jìn)而計(jì)算20s時(shí)容器內(nèi)四氧化二氮的物質(zhì)的量，再計(jì)算20s～40s參加反應(yīng)的四氧化二氮的物質(zhì)的量，再根據(jù)速率定義式計(jì)算四氧化二氮的平均反應(yīng)速率；
②反應(yīng)的平衡常數(shù)為生成物的濃度系數(shù)次冪之積除以反應(yīng)物的濃度系數(shù)次冪之積所得的比值，由表中數(shù)據(jù)可知80s時(shí)，反應(yīng)達(dá)平衡狀態(tài)，計(jì)算出平衡時(shí)反應(yīng)混合物各組分的物質(zhì)的量，進(jìn)而計(jì)算平衡時(shí)各組分的濃度，代入平衡常數(shù)表達(dá)式計(jì)算；
③該反應(yīng)正反應(yīng)是吸熱反應(yīng)，降低溫度平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng)，NO₂濃度減��；
④平衡常數(shù)只受溫度影響，要增大該反應(yīng)的K值，應(yīng)改變溫度使平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)；
（2）①根據(jù)蓋斯定律，反應(yīng)熱只與始態(tài)與終態(tài)有關(guān)，與途徑無(wú)關(guān)，故由已知熱化學(xué)方程式乘以適當(dāng)?shù)南禂?shù)進(jìn)行加減構(gòu)造目標(biāo)熱化學(xué)方程式，反應(yīng)熱也乘以相應(yīng)的系數(shù)并進(jìn)行相應(yīng)的加減，據(jù)此計(jì)算；
②丙烷燃料電池本質(zhì)是丙烷與氧氣反應(yīng)生成二氧化碳和水，以此來(lái)書(shū)寫(xiě)電池總反應(yīng)方程式；
③NaHCO₃溶液中碳酸氫根的水解程度大于電離程度，溶液呈堿性．

解答： 解：①20s時(shí)△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參加反應(yīng)的四氧化二氮的物質(zhì)的量為0.28mol-0.2mol=0.08mol，所以20s-40s內(nèi)用N₂O₄表示的平均反應(yīng)速率為

0.08mol 2L

40s-20s

=0.002mol/（L?S），
故答案為：0.002mol/（L?S）；
②由表中數(shù)據(jù)可知80s時(shí)，反應(yīng)達(dá)平衡狀態(tài)，由（1）中計(jì)算可知d=e=0.1mol，故c（N₂O₄）=

0.1mol

2L

=0.05mol/L，c（NO₂）=

0.6mol

2L

=0.3mol/L，所以該溫度下平衡常數(shù)k=

0．32

0.05

mol?L^-1=1.8mol?L^-1，
故答案為：1.8mol?L^-1；
③該反應(yīng)正反應(yīng)是吸熱反應(yīng)，降低溫度平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng)，NO₂濃度減小，氣體的顏色變淺，
故答案為：變淺；
④平衡常數(shù)只受溫度影響，要增大該反應(yīng)的K值，應(yīng)改變溫度使平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)，該反應(yīng)正反應(yīng)是吸熱反應(yīng)，故應(yīng)升高溫度平衡向正反應(yīng)移動(dòng)，平衡常數(shù)k增大，
故答案為：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
根據(jù)蓋斯定律，Ⅰ+Ⅱ得C₃H₈（g）→CH₃CH=CH₂（g）+H₂（g） 故△H=156.6kJ?mol^-1-32.4kJ?mol^-1=124.2kJ?mol^-1，
故答案為：124.2kJ?mol^-1；
②丙烷燃料電池本質(zhì)是丙烷與氧氣反應(yīng)生成二氧化碳和水，則電池的總反應(yīng)為C₃H₈+5O₂═3CO₂+4H₂O，
故答案為：C₃H₈+5O₂═3CO₂+4H₂O；
③NaHCO₃溶液中HCO₃^-的水解程度大于電離程度，溶液呈堿性，HCO₃^-的水解離子方程式為：HCO₃^-+H₂O?H₂CO₃+OH^-，
故答案為：HCO₃^-的水解程度大于電離程度；HCO₃^-+H₂O?H₂CO₃+OH^-．

點(diǎn)評(píng)：本題考查化學(xué)平衡移動(dòng)及計(jì)算、反應(yīng)熱計(jì)算、原電池、鹽類水解等，題目較為綜合，具有一定難度，做題時(shí)注意外界條件對(duì)化學(xué)平衡的影響，注意（1）④中平衡常數(shù)只受溫度影響，溫度不變平衡常數(shù)不變．