Question

4．二甲基亞砜有消炎止痛、鎮(zhèn)靜等作用．甲醇和硫化氫在γ-Al₂O₃催化劑作用下生成甲硫醚（CH₃-S-CH₃），甲硫醚再與NO₂反應(yīng)制取二甲基亞砜，有關(guān)反應(yīng)如下：
反應(yīng)①2CH₃OH（l）+H₂S（g）═（CH₃）₂S（l）+2H₂O（l）△H=-akJ•mol^-1
反應(yīng)②（CH₃）₂S（l）+NO₂（g）═（CH₃）₂SO（l）+NO（g）△H=-bkJ•mol^-1
反應(yīng)③2NO（g）+O₂（g）=2NO₂（g）△H=-ckJ•mol^-1
（1）寫出用甲硫醚直接和氧氣反應(yīng)制取二甲基亞砜的熱化學(xué)反應(yīng)方程式2（CH₃）₂S（l）+O₂（g）=2（CH₃）₂SO（l）△H=-（2b+c）kJ•mol^-1，
（2）能說(shuō)明反應(yīng)2CH₃OH（l）+H₂S（g）?（CH₃）₂S（l）+2H₂O（l）達(dá)平衡狀態(tài)的是BC．
A．v（CH₃OH）=2v（H₂S）   B．恒容容器中，體系的壓強(qiáng)不再改變
C．恒容容器中，體系中氣體的密度不再改變   D．恒容容器中，氣體的摩爾質(zhì)量不再改變
（3）反應(yīng)③在一定條件下可達(dá)到平衡，則此條件下該反應(yīng)平衡常數(shù)表達(dá)式K=$\frac{{c}^{2}（N{O}_{2}）}{{c}^{2}（NO）•c（{O}_{2}）}$．
（4）N₂O₅是一種新型綠色硝化劑，其制備方法有以下兩種．
方法一：4NO₂（g）+O₂（g）═2N₂O₅（g）；△H=-56.76kJ•mol^-1常溫下，該反應(yīng)能逆向自發(fā)進(jìn)行，則逆向反應(yīng)的△S＞0（填“＞、＜”或“=”）．
方法二：用硼氫化鈉燃料電池作電源，采用電解法制備得到N₂O₅．工作原理如圖：
硼氫化鈉燃料電池的正極反應(yīng)式H₂O₂+2e^-=2OH^-．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)蓋斯定律來(lái)分析；
（2）根據(jù)反應(yīng)方程式的特點(diǎn)以及平衡狀態(tài)的本質(zhì)時(shí)正逆反應(yīng)速率相等來(lái)分析，注意反應(yīng)中只有硫化氫為氣體這一特點(diǎn)；
（3）根據(jù)平衡常數(shù)等于生成物的濃度冪之積與反應(yīng)物的濃度冪之積的比值；
（4）逆向進(jìn)行時(shí)，生成氣體的物質(zhì)的量增多，混亂度增大；根據(jù)鈉離子移動(dòng)方向，判斷加入過(guò)氧化氫的一極為原電池的正極，發(fā)生還原反應(yīng)．

解答 解：（1）利用蓋斯定律，將②×2+③可得反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為：2（CH₃）₂S（l）+O₂（g）=2 （CH₃）₂SO（l）△H=-（2b+c）kJ•mol^-1，
故答案為：2（CH₃）₂S（l）+O₂（g）=2 （CH₃）₂SO（l）△H=-（2b+c）kJ•mol^-1；
（2）A、無(wú)論反應(yīng)是否達(dá)到平衡狀態(tài)，都滿足v（CH₃OH）=2v（H₂S），故A錯(cuò)誤；
B、反應(yīng)2CH₃OH（l）+H₂S（g）?（CH₃）₂S（l）+2H₂O（l）中只有硫化氫為氣體，當(dāng)反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí)，硫化氫氣體的物質(zhì)的量不變，壓強(qiáng)不變，故B正確；
C、只有硫化氫為氣體，氣體的質(zhì)量和物質(zhì)的量不變時(shí)則反應(yīng)達(dá)到平衡，體積始終不變，當(dāng)硫化氫氣體的物質(zhì)的量不變，氣體的質(zhì)量不變，則密度不變，故C正確；
D、只有硫化氫為氣體，無(wú)論反應(yīng)是否達(dá)到平衡狀態(tài)，硫化氫的相對(duì)分子質(zhì)量都不變，故D錯(cuò)誤；
故答案為：BC；
（3）平衡常數(shù)是生成物的濃度冪之積與反應(yīng)物的濃度冪之積的比值，據(jù)此可書寫平衡常數(shù)的表達(dá)式應(yīng)為$\frac{{c}^{2}（N{O}_{2}）}{{c}^{2}（NO）•c（{O}_{2}）}$，故答案為：$\frac{{c}^{2}（N{O}_{2}）}{{c}^{2}（NO）•c（{O}_{2}）}$；
（4）逆向進(jìn)行時(shí)生成氣體的物質(zhì)的量增多，混亂度增大，即△S＞0，在原電池中陽(yáng)離子向正極移動(dòng)，所以判斷加入過(guò)氧化氫的一極為原電池的正極，正極上發(fā)生還原反應(yīng)，過(guò)氧化氫得電子被還原，反應(yīng)式為：H₂O₂+2e^-=2OH^-，故答案為：＞；H₂O₂+2e^-=2OH^-．

點(diǎn)評(píng) 本題主要考查了蓋斯定律的應(yīng)用、平衡狀態(tài)的判斷以及電化學(xué)知識(shí)，注意知識(shí)的遷移應(yīng)用是關(guān)鍵，難度中等．