Question

（1）80℃時，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：
N₂O₄?2NO₂△H＞0，隔一段時間對該容器內的物質進行分析，得到如下數(shù)據(jù)：

時間（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計算20s-40s內用N₂O₄表示的平均反應速率為

 

②計算在80℃時該反應的平衡常數(shù)K=

 

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

 

；
④要增大該反應的K值，可采取的措施有（填序號）

 

；
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，負極通入丙烷，電解質是熔融碳酸鹽．電池總反應方程式為

 

；
③常溫下，0.1mol?L^-1NaHCO₃溶液的pH大于8，原因是

 

．（用文字說明）
寫出NaHCO₃溶液水解離子方程式：

 

．

Answer 1

考點：化學平衡的計算,用蓋斯定律進行有關反應熱的計算,化學電源新型電池,化學平衡的影響因素

專題：化學反應中的能量變化,化學平衡專題,電化學專題

分析：（1）①先根據(jù)二氧化氮物質的量計算20s內反應的四氧化二氮的物質的量，進而計算20s時容器內四氧化二氮的物質的量，再計算20s～40s參加反應的四氧化二氮的物質的量，再根據(jù)速率定義式計算四氧化二氮的平均反應速率；
②反應的平衡常數(shù)為生成物的濃度系數(shù)次冪之積除以反應物的濃度系數(shù)次冪之積所得的比值，由表中數(shù)據(jù)可知80s時，反應達平衡狀態(tài)，計算出平衡時反應混合物各組分的物質的量，進而計算平衡時各組分的濃度，代入平衡常數(shù)表達式計算；
③該反應正反應是吸熱反應，降低溫度平衡向逆反應方向移動，NO₂濃度減�。�
④平衡常數(shù)只受溫度影響，要增大該反應的K值，應改變溫度使平衡向正反應方向移動；
（2）①根據(jù)蓋斯定律，反應熱只與始態(tài)與終態(tài)有關，與途徑無關，故由已知熱化學方程式乘以適當?shù)南禂?shù)進行加減構造目標熱化學方程式，反應熱也乘以相應的系數(shù)并進行相應的加減，據(jù)此計算；
②丙烷燃料電池本質是丙烷與氧氣反應生成二氧化碳和水，以此來書寫電池總反應方程式；
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△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參加反應的四氧化二氮的物質的量為0.28mol-0.2mol=0.08mol，所以20s-40s內用N₂O₄表示的平均反應速率為

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，反應達平衡狀態(tài)，由（1）中計算可知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該反應正反應是吸熱反應，降低溫度平衡向逆反應方向移動，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，要增大該反應的K值，應改變溫度使平衡向正反應方向移動，該反應正反應是吸熱反應，故應升高溫度平衡向正反應移動，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丙烷燃料電池本質是丙烷與氧氣反應生成二氧化碳和水，則電池的總反應為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^-．

點評：本題考查化學平衡移動及計算、反應熱計算、原電池、鹽類水解等，題目較為綜合，具有一定難度，做題時注意外界條件對化學平衡的影響，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．