Question

【題目】在一個容積不變的密閉容器中，發生反應：2NO(g)+O2(g)2NO2(g)

（1）當n(NO)：n(O2)＝4:1時，O2的轉化率隨時間的變化關系如下圖所示。

①A點的逆反應速率v逆(O2)_____B點的正反應速率v正(O2)（填“大于”、“小于”或“等于” ）。

②NO的平衡轉化率為______；當達到B點后往容器中再以4:1 加入些NO和 O2，當達到新平衡時，則NO的百分含量 B點NO的百分含量（填“大于”、“小于”或“等于” ）。

③到達B點后，下列關系正確的是（ ）

A．容器內氣體顏色不再變化 B．v正（NO）=2 v正（O2）

C．氣體平均摩爾質量在此條件下達到最大 D．容器內氣體密度不再變化

（2）在下圖1和圖2中出現的所有物質都為氣體，分析圖1和圖2，可推測：4NO(g)+3O2(g)＝2N2O5(g) △H= 。

（3）降低溫度，NO2(g)將轉化為N2O4(g)，以N2O4、O2、熔融NaNO3組成的燃料電池裝置如右圖所示，在使用過程中石墨I電極反應生成一種氧化物Y，Y為 ，有關石墨I電極反應式可表示為： 。

Answer 1

【答案】（1）①小于 ② 30% 小于 ③ ABCD【漏選一個扣一分，扣完為止】

（2）－787kJ/mol【－、單位漏掉無分】

（3）N2O5；N2O4+2NO3—-2e- ＝2N2O5【系數加倍也給分】

【解析】

試題分析：

（1）①A點沒有達到平衡狀態，正反應速率大于逆反應速率。B點反應達到平衡狀態，正逆反應速率相等，因此A點的逆反應速率v逆 （O2）小于B點的正反應速率v正（O2）。

②平衡時氧氣的轉化率是0.6，消耗氧氣是0.6nmol，根據方程式可知同時消耗NO是1.2nmol，所以NO的平衡轉化率為；當達到B點后往容器中再以4:1 加入些NO和 O2，相當于增大壓強，平衡向體積減小的正反應方向進行，因此當達到新平衡時，則NO的百分含量小于B點NO的百分含量。

③到達B點后，反應達到平衡狀態，則A．物質的濃度不再發生變化，所以容器內氣體顏色不再變化，A正確；B．平衡時正逆反應速率相等，則v正（NO）=2 v正（O2，B正確；C．平均相對分子質量是氣體的質量與氣體總物質的量的比值，正方應是體積減小的，所以氣體平均摩爾質量在此條件下達到最大，C正確；D．氣體的質量和容器的容積均不變，則容器內氣體密度不再變化，D正確，答案選ABCD。

（2）根據圖1和圖2可知反應的熱化學方程式分別是①NO（g）+1/2O2（g）＝NO2（g）△H=143kJ/mol－287kJ/mol＝－144kJ/mol，②4NO2（g）+O2（g）＝2N2O5（g） △H=372kJ/mol－583kJ/mol＝－211kJ/mol，所以根據蓋斯定律可知①×4＋②即得到4NO（g）+3O2（g）＝2N2O5（g）△H=－787kJ/mol。

（3）氧氣在正極通入，石墨Ⅱ是正極，石墨I是負極，N2O4失去電子轉化為）N2O5，電極反應式為N2O4+2NO3—-2e- ＝2N2O5。