Question

研究碳及其化合物的綜合利用對(duì)促進(jìn)低碳社會(huì)的構(gòu)建具有重要的意義．

（1）高溫時(shí)，用CO還原MgSO₄可制備高純MgO．
①750℃時(shí)，測(cè)得氣體中含等物質(zhì)的量SO₂和SO₃，此時(shí)反應(yīng)的化學(xué)方程式是

 

；
②由MgO可制成“鎂--次氯酸鹽”電池，其裝置示意圖如圖1，該電池正極的電極反應(yīng)式為

 

；
（2）二氧化碳合成甲醇是碳減排的新方向，將CO₂轉(zhuǎn)化為甲醇的熱化學(xué)方程式為：CO₂（g）+3H₂（g）?CH₃OH+H₂O （g）△H=QkJ?mol^-1
①該反應(yīng)的平衡常數(shù)表達(dá)式為K=

 

．
②取五份等體積CO₂和H₂的混合氣體（物質(zhì)的量之比均為1：3），分別加入溫度不同、容積相同的恒容密閉容器中發(fā)生上述反應(yīng)，反應(yīng)相同時(shí)間后測(cè)得甲醇的體積分?jǐn)?shù)φ（CH₃OH）與反應(yīng)溫度T的關(guān)系曲線如圖2所示，則上述反應(yīng)的Q

 

0（填“＞”“＜”或“=”）；
③在其中兩個(gè)容器中，測(cè)得CH₃OH的物質(zhì)的量隨時(shí)間變化如圖3所示，曲線I、II對(duì)應(yīng)的平衡常數(shù)大小關(guān)系為K_Ⅰ

 

K_Ⅱ（填“＞”“＜”或“=”）．
（3）用H₂或CO催化還原NO可以達(dá)到消除污染的目的．
已知：2NO（g）═N₂（g）+O₂（g）△H=-180.5kJ?mol^-1
2H₂O（1）═2H₂（g）+O₂（g）△H=+571.6kJ?mol^-1
則2H₂（g）與NO（g）反應(yīng)生成N₂（g）和H₂O（1）的熱化學(xué)方程式是

 

．

Answer 1

分析：（1）①根據(jù)題目信息寫出生成物，根據(jù)質(zhì)量守恒配平；
②由圖可知鎂-次氯酸鹽”燃料電池中Mg與ClO^-、H₂O反應(yīng)生成Cl^-與Mg（OH）₂；
（2）①根據(jù)平衡常數(shù)等于生成物的濃度冪之積除以反應(yīng)物的濃度冪之積，
②根據(jù)到達(dá)平衡后，溫度越高，φ（CH₃OH）越小，平衡向逆反應(yīng)進(jìn)行；
③根據(jù)先拐先平數(shù)值大原則，由圖1可知，溫度T₁＜T₂，平衡時(shí)，溫度越高CO的轉(zhuǎn)化率越小，說(shuō)明升高溫度，平衡向逆反應(yīng)移動(dòng)，升高溫度平衡向吸熱反應(yīng)移動(dòng)，據(jù)此判斷反應(yīng)熱，K₁與K₂關(guān)系；
（3）依據(jù)熱化學(xué)方程式和蓋斯定律計(jì)算得到．

解答：解：（1）①用CO還原MgSO₄可得到MgO、CO₂、SO₂和SO₃，方程式為CO+2MgSO₄

△   .

2MgO+CO₂+SO₂+SO₃，故答案為：CO+2MgSO₄

△   .

2MgO+CO₂+SO₂+SO₃ ；
②由圖可知鎂-次氯酸鹽”燃料電池中Mg與ClO^-、H₂O反應(yīng)生成Cl^-與Mg（OH）₂，該電池反應(yīng)的總反應(yīng)方程式為Mg+ClO^-+H₂O=Cl^-+Mg（OH）₂，正極電極反應(yīng)是ClO-離子得到電子發(fā)生還原反應(yīng)，電極反應(yīng)為：ClO^-+2e^-+H₂O=Cl^-+2OH^-，故答案為：ClO^-+2e^-+H₂O=Cl^-+2OH^-；
（2）①平衡常數(shù)等于生成物的濃度冪之積除以反應(yīng)物的濃度冪之積，所以K=

c(CH3OH)c(H2O)

c(CO2)c3(H2)

，故答案為：

c(CH3OH)c(H2O)

c(CO2)c3(H2)

；
②由圖可知最高點(diǎn)反應(yīng)到達(dá)平衡，達(dá)平衡后，溫度越高，φ（CH₃OH）越小，平衡向逆反應(yīng)進(jìn)行，升高溫度平衡吸熱方向進(jìn)行，逆反應(yīng)為吸熱反應(yīng)，則正反應(yīng)為放熱反應(yīng)，即△H＜0，故答案為：＜；
③由圖1可知，溫度T₁＜T₂，平衡時(shí)，溫度越高CO的轉(zhuǎn)化率越小，說(shuō)明升高溫度，平衡向逆反應(yīng)移動(dòng)，升高溫度平衡向吸熱反應(yīng)移動(dòng)，故該反應(yīng)正反應(yīng)為放熱反應(yīng)，則△H＜0，升高溫度，平衡向逆反應(yīng)移動(dòng)，所以K_Ⅰ＞K_Ⅱ，故答案為：＞；
（3）①2NO（g）═N₂（g）+O₂（g）△H=-180.5kJ?mol^-1
②2H₂O（1）═2H₂（g）+O₂（g）△H=+571.6kJ?mol^-1
依據(jù)蓋斯定律①-②得到：2H₂（g）+2NO（g）=N₂（g）+2H₂O（l）△H=-752.1KJ/mol；
故答案為：2H₂（g）+2NO（g）=N₂（g）+2H₂O（l）△H=-752.1KJ/mol．

點(diǎn)評(píng)：本題考查涉及知識(shí)點(diǎn)較多，涉及平衡常數(shù)的計(jì)算、平衡狀態(tài)的判斷以及外界條件對(duì)平衡移動(dòng)的影響，熱化學(xué)方程式和蓋斯定律的計(jì)算應(yīng)用等問(wèn)題，題目難度中等，本題注意把握計(jì)算方法以及平衡常數(shù)的運(yùn)用．