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)對全球氣候問題、建設(shè)資源節(jié)約型、環(huán)境友好型社會的必然選擇�；�工行業(yè)的發(fā)展必須符合國家節(jié)能減排的總體要求，依靠理論知識做基礎(chǔ)。試運(yùn)用所學(xué)知識，解決下列問題：
（1）已知某反應(yīng)的平衡表達(dá)式為：它所對應(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。（NH_3·H₂O的電離平衡常數(shù)取K_b=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

（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^-=SO₄^2-+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-=SO₄^2-+4H⁺。
考點(diǎn)：考查化學(xué)平衡知識