Question

【題目】(1)Ba(OH)2·8H2O固體與NH4Cl固體反應(yīng)的化學(xué)方程式為_____________。

(2)拆開1 mol H—H鍵，1 mol N—H鍵，1 mol N≡N鍵分別需要吸收的能量為436 kJ，391 kJ，946 kJ。理論上，每生成1 mol NH3___________熱量(填“吸收”或“放出”)__________kJ；事實(shí)上，反應(yīng)的熱量總小于理論值，為什么？________________。

(3)一定條件下發(fā)生反應(yīng)：6NO(g) + 4NH3(g)5N2(g) + 6H2O(g)，某次實(shí)驗(yàn)中測(cè)得容器內(nèi)NO及N2的物質(zhì)的量隨時(shí)間變化如下圖甲所示，圖中b點(diǎn)對(duì)應(yīng)的速率關(guān)系是v(正) _____ v(逆) ; d點(diǎn)對(duì)應(yīng)的速率關(guān)系是v(正) ___________ v(逆)。（填“﹥”、“﹤”或“﹦”）

(4)已知N2(g)+ 3H2(g) 2NH3(g)，若反應(yīng)起始時(shí)N2、H2 、NH3的濃度分別為0.1 mol/L、0.3 mol/L、0.1 mol/L，則NH3達(dá)到平衡時(shí)濃度的范圍為_______；若平衡時(shí)N2、H2 、NH3的濃度分別為0.1 mol/L、0.3 mol/L、0.1 mol/L，則NH3起始時(shí)濃度的范圍為______。

(5)已知一定條件下發(fā)生：2SO2(g) + O2(g) 2SO3(g) （正反應(yīng)放熱），在反應(yīng)過(guò)程中，正反應(yīng)速率的變化如圖所示，請(qǐng)根據(jù)速率的變化回答采取的措施（改變的條件）

t1________________________；t2________________________；

t3________________________；t4________________________。

(6)①某電池采用鋰和石墨作電極，四氯化鋁鋰(LiAlCl4)溶解在亞硫酰氯中(SOCl2)組成電解質(zhì)溶液，電池總反應(yīng)為：8Li+3SOCl2=6LiCl+Li2SO3+2S，此電池中_______作正極，負(fù)極的電極反應(yīng)為_________________。

②甲烷燃料電池示意圖如上圖乙，其負(fù)極反應(yīng)方程式為_____________。

Answer 1

【答案】Ba(OH)2·8H2O+2NH4Cl=BaCl2+10H2O+2NH3↑ 放出 46 該反應(yīng)是可逆反應(yīng)，充分反應(yīng)的最終結(jié)果是達(dá)到最大限度(即化學(xué)平衡狀態(tài))，因此放出的熱量總是小于理論計(jì)算值 > = 0＜c(NH3) ＜0.3 mol/L 0≤c(NH3) ≤0.3 mol/L t1：加壓或增大反應(yīng)物濃度（充入SO2或O2） t2：加入催化劑 t3：減壓或減小反應(yīng)物濃度 （分離移除SO2或O2） t4：減小生成物濃度（分離移除SO3） 石墨 Li— eˉ＝Li + CH4 + 10OHˉ— 8eˉ＝ CO32ˉ + 7H2O

【解析】

（1）Ba(OH)2·8H2O固體與NH4Cl固體不斷攪拌反應(yīng)生成氯化鋇、氨氣和水；

（2）合成氨反應(yīng)中，斷裂化學(xué)鍵吸收能量，形成化學(xué)鍵放出能量，由吸收能量和放出能量的大小判斷反應(yīng)放出熱量還是吸收熱量；合成氨反應(yīng)為可逆反應(yīng)，反應(yīng)不能完全反應(yīng)；

（3）由圖可知，a點(diǎn)和b點(diǎn)時(shí)，反應(yīng)未達(dá)到平衡， c點(diǎn)和d點(diǎn)時(shí)，反應(yīng)達(dá)到平衡；

（4）由可逆反應(yīng)可以從正反應(yīng)方向開始達(dá)到平衡，也可以從逆反應(yīng)方向開始達(dá)到平衡確定NH3起始和平衡時(shí)濃度的范圍，確定平衡時(shí)濃度的范圍時(shí)注意可逆反應(yīng)反應(yīng)不能完全反應(yīng)；

（5）該反應(yīng)是一個(gè)氣體體積減小的放熱反應(yīng)，依據(jù)題給圖示確定正反應(yīng)速率的變化和移動(dòng)方向，判斷條件的變化；

(6)①由電池總反應(yīng)方程式可知，鋰元素化合價(jià)升高，硫元素化合價(jià)降低，則鋰電極為原電池負(fù)極，石墨電極為正極；

②由甲烷燃料電池示意圖可知，通入氧氣的一極為正極，通入甲烷的一極為負(fù)極。

（1）Ba(OH)2·8H2O固體與NH4Cl固體不斷攪拌反應(yīng)生成氯化鋇、氨氣和水，反應(yīng)的化學(xué)方程式為Ba(OH)2·8H2O+2NH4Cl=BaCl2+10H2O+2NH3↑，故答案為：Ba(OH)2·8H2O+2NH4Cl=BaCl2+10H2O+2NH3↑；

（2）在反應(yīng)N2+3H22NH3中，斷裂3molH-H鍵和1molN三N鍵共吸收的能量為3×436kJ+943kJ=2251kJ，生成2molNH3，共形成6molN-H鍵，放出的能量為6×391kJ=2346kJ，吸收的能量少，放出的能量多，則該反應(yīng)為放熱反應(yīng)，放出的熱量為2346kJ-2251kJ=95kJ，則生成1molNH3放出熱量為46kJ；由于合成氨反應(yīng)為可逆反應(yīng)，反應(yīng)不能完全反應(yīng)，所以反應(yīng)的熱量總小于理論值，故答案為：放出；46；該反應(yīng)是可逆反應(yīng)，充分反應(yīng)的最終結(jié)果是達(dá)到最大限度(即化學(xué)平衡狀態(tài))，因此放出的熱量總是小于理論計(jì)算值；

（3）由圖可知，a點(diǎn)和b點(diǎn)時(shí)，反應(yīng)未達(dá)到平衡，為平衡的形成過(guò)程，對(duì)應(yīng)的速率關(guān)系是v(正)＞v(逆)，c點(diǎn)和d點(diǎn)時(shí)，反應(yīng)達(dá)到平衡，對(duì)應(yīng)的速率關(guān)系是v(正)=v(逆)，故答案為：＞；=；

（4）反應(yīng)起始時(shí)N2、H2 、NH3的濃度分別為0.1 mol/L、0.3 mol/L、0.1 mol/L，若反應(yīng)正向進(jìn)行，反應(yīng)最大限度時(shí)，N2、H2 、NH3的濃度分別為（0.1—0.1）mol/L =0mol/L、（0.3—0.3）mol/L =0mol/L、（0.1+0.2）mol/L =0.3 mol/L，若反應(yīng)逆向進(jìn)行，反應(yīng)最大限度時(shí)，N2、H2 、NH3的濃度分別為（0.1+0.05）mol/L =0.15mol/L、（0.3+0.15）mol/L =0.45mol/L、（0.1—0.1）mol/L =0 mol/L，由于該反應(yīng)為可逆反應(yīng)，則NH3達(dá)到平衡時(shí)濃度的范圍為0＜c(NH3) ＜0.3 mol/L；平衡時(shí)N2、H2 、NH3的濃度分別為0.1 mol/L、0.3 mol/L、0.1 mol/L，若反應(yīng)正向進(jìn)行，起始時(shí)，N2、H2 、NH3的濃度分別為（0.1+0.05）mol/L =0.15mol/L、（0.3+0.15）mol/L =0.45mol/L、（0.1—0.1）mol/L =0 mol/L，若反應(yīng)逆向進(jìn)行，起始時(shí)，N2、H2 、NH3的濃度分別為（0.1—0.1）mol/L =0mol/L、（0.3—0.3）mol/L =0mol/L、（0.1+0.2）mol/L =0.3 mol/L，則NH3起始時(shí)濃度的范圍為0≤c(NH3) ≤0.3 mol/L，故答案為：0＜c(NH3) ＜0.3 mol/L；0≤c(NH3) ≤0.3 mol/L；

（5）該反應(yīng)是一個(gè)氣體體積減小的放熱反應(yīng)，由圖可知，t1時(shí)，正反應(yīng)速率增大，平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)，則改變條件可能為增大壓強(qiáng)或增大反應(yīng)物濃度；t2時(shí)，正反應(yīng)速率增大，平衡不移動(dòng)，則改變條件可能為使用了合適的催化劑； t3時(shí)，正反應(yīng)速率減小，平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng)，則改變條件可能為減壓或減小反應(yīng)物濃度 （分離移除SO2或O2）；t4時(shí)，正反應(yīng)速率不變，平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)，則改變條件可能為減小生成物濃度，故答案為：加壓或增大反應(yīng)物濃度（充入SO2或O2）加入催化劑；減壓或減小反應(yīng)物濃度span> （分離移除SO2或O2）；減小生成物濃度（分離移除SO3）；

(6)①由電池總反應(yīng)方程式可知，鋰元素化合價(jià)升高，硫元素化合價(jià)降低，則鋰電極為原電池負(fù)極，失去電子發(fā)生氧化反應(yīng)生成鋰離子，電極反應(yīng)式為Li— eˉ＝Li +，石墨電極為正極，SOCl2在正極得到電子發(fā)生還原反應(yīng)，故答案為：石墨；Li— eˉ＝Li +；

②由甲烷燃料電池示意圖可知，通入氧氣的一極為正極，氧氣在正極得到電子發(fā)生還原反應(yīng)，通入甲烷的一極為負(fù)極，堿性條件下，甲烷在負(fù)極失去電子發(fā)生氧化反應(yīng)生成碳酸根，電極反應(yīng)式為CH4 + 10OHˉ— 8eˉ＝ CO32ˉ + 7H2O，故答案為：CH4 + 10OHˉ— 8eˉ＝ CO32ˉ + 7H2O。