Question

實(shí)施以減少能源浪費(fèi)和降低廢氣排放為基本內(nèi)容的節(jié)能減排政策，是應(yīng)對(duì)全球氣候問題、建設(shè)資源節(jié)約型、環(huán)境友好型社會(huì)的必然選擇。化工行業(yè)的發(fā)展必須符合國家節(jié)能減排的總體要求，依靠理論知識(shí)做基礎(chǔ)。試運(yùn)用所學(xué)知識(shí)，解決下列問題：

（1）已知某反應(yīng)的平衡表達(dá)式為：它所對(duì)應(yīng)的化學(xué)反應(yīng)為：_____________________________

（2）利用水煤氣合成二甲醚的三步反應(yīng)如下：

①2H2（g）+CO（g）CH3OH（g）；ΔH=－90.8 kJ/mol

②2CH3OH（g）CH3OCH3（g）+H2O（g）；ΔH=－23.5 kJ/mol

③CO（g）+ H2O（g）CO2（g）+H2（g）；ΔH=－41.3 kJ/mol

總反應(yīng)：3H2（g）+3CO（g）CH3OCH3（g）+CO2（g）的ΔH=__________ ，

二甲醚（CH3OCH3）直接作燃料電池具有啟動(dòng)快，效率高等優(yōu)點(diǎn)，若電解質(zhì)為酸性，該電池的負(fù)極反應(yīng)為_____________________________。

（3）煤化工通常通過研究不同溫度下平衡常數(shù)以解決各種實(shí)際問題。已知等體積的一氧化碳和水蒸氣進(jìn)入反應(yīng)器時(shí)，會(huì)發(fā)生如下反應(yīng)：CO（g）+H2O（g）? H2（g）+CO2（g），該反應(yīng)平衡常數(shù)隨溫度的變化如下表所示：

溫度/℃	400	500	800
平衡常數(shù)K	9.94	9	1

 

該反應(yīng)的正反應(yīng)方向是_________反應(yīng)（填“吸熱”或“放熱”），若在500℃時(shí)進(jìn)行，設(shè)起始時(shí)CO和H2O的起始濃度均為0.020mol/L，在該條件下，CO的平衡轉(zhuǎn)化率為：________。

（4）從氨催化氧化可以制硝酸，此過程中涉及氮氧化物，如NO、NO2、N2O4等。對(duì)反應(yīng)? N2O4（g） 2NO2（g）? △H>0，在溫度為T1、T2時(shí)，平衡體系中NO2的體積分?jǐn)?shù)隨壓強(qiáng)變化曲線如圖所示。下列說法正確的是___________。

A．A、C兩點(diǎn)的反應(yīng)速率：A＞C

B．A、C兩點(diǎn)氣體的顏色：A深，C淺

C．B、C兩點(diǎn)的氣體的平均相對(duì)分子質(zhì)量：B＜C

D．由狀態(tài)B到狀態(tài)A，可以用加熱的方法

E．A、C兩點(diǎn)的化學(xué)平衡常數(shù)：A＞C

（5）NO2可用氨水吸收生成NH4NO3 。25℃時(shí)，將m mol NH4NO3溶于水，溶液顯酸性，向該溶液滴加n L氨水后溶液呈中性，則滴加氨水的過程中水的電離平衡將______（填”正向”“不”或“逆向”）移動(dòng)，所滴加氨水的濃度為_______mol·L-1。（NH3·H2O的電離平衡常數(shù)取Kb=2X10-5 mol·L-1）

（6）某科研單位利用原電池原理，用SO2和O2來制備硫酸，裝置如右圖，電極為多孔的材料能吸附氣體，同時(shí)也能使氣體與電解質(zhì)溶液充分接觸．

①溶液中H+的移動(dòng)方向由______ 極到______極；（用A、B表示）

②B電極的電極反應(yīng)式為__________________________。

 

Answer 1

【答案】

（1） C(s)+H2O(g) CO(g)+ H2 (g) (1分)

（2）-246.4KJ/mol?? (2分)? CH3OCH3－12e－＋3H2O＝2CO2＋12H＋? (2分)

（3）放熱(1分)? 75%??? (2分)?

（4）D (2分)?????????? （5）? 逆向? (2分) m/200n (2分)

（6）①B? (1分)? A? (1分)??????????? ②SO2+2H2O-2e-=SO42-+4H+ (2分)

【解析】

試題分析：（1）煤生成水煤氣的反應(yīng)為C(s)+H2O(g) CO(g)+ H2 (g)。

（2）觀察目標(biāo)方程式，應(yīng)是①2+②+③，故△H=2△H1+△H2+△H3=-246.4kJ? mol -1；負(fù)極以CH3OCH3和H2O作為原料，失去電子生成CO2和 H＋

（3）升高溫度，平衡常數(shù)減小，平衡左移，故正反應(yīng)是放熱反應(yīng)；??

CO（g）+H2O（g）?CO2（g）+H2（g）   反應(yīng)是一定體積容器中設(shè)為1L，反應(yīng)量為x

起始量（mol）   0.02     0.02        ?? 0    ??  0

變化量（mol）    x  ???? x???????? x?????? x

所得量（mol）0.02-x      0.02-x    ????? x    ???? x

根據(jù)K= c(CO2) ×c(H2)/( c(CO) × c(H2O) )，得 x2/(0.02-x)2=9,得x=0.015mol

轉(zhuǎn)化率為0.015/0.02×100% =75%

（4）A、從A點(diǎn)到C點(diǎn)，溫度相同，但是P2>P1，壓強(qiáng)大，化學(xué)反應(yīng)速率快，因此C>A

B、C點(diǎn)的壓強(qiáng)大，容器體積小，濃度高，因此C點(diǎn)顏色深。

C、B，C兩點(diǎn)的縱坐標(biāo)數(shù)據(jù)相同，也就是各氣體的體積分?jǐn)?shù)相同，物質(zhì)的量相同，其平均相對(duì)分子質(zhì)量也相同

D、 該反應(yīng)為吸熱反應(yīng)（可視為N2O4（g）=NO2（g）+NO2（g），為分解反應(yīng)，吸熱過程）。B到A的過程生產(chǎn)物NO2（g）的體積分?jǐn)?shù)增多，反應(yīng)正向移動(dòng)，可以采用加熱的方法。

（5）滴加氨水的過程中，將抑制水的電離。理由是加堿將抑制水的電離，故水的電離平衡將? 逆向

.由電荷守恒得：n(NH4+) +n(H+)=n(NO3-) +n(OH-)，

由于溶液呈中性，所以n(H+)= n(OH-)，n(NH4+) =n(NO3-)? =m

NH3H2O=（可逆）=NH4+ +OH-

X???????????????? m /n? 10-7

NH3H2O的店里平衡常數(shù)　　Kb=c( NH4+)×c（ OH-)/C(NH3H2O)=[ ( m/n )×10-7 ]/x=2×10-5mol·L-1

所以x=? m/200n? mol·L-1

（6）? 陽離子向正極移動(dòng)，所以H+從B極向A極移動(dòng)。

根據(jù)B極的產(chǎn)物可以看出B極發(fā)生氧化反應(yīng)，是負(fù)極，電極方程式為SO2+2H2O-2e-=SO42-+4H+。

考點(diǎn)：考查化學(xué)平衡知識(shí)