Question

【題目】研究化學(xué)反應(yīng)能量變化、化學(xué)反應(yīng)速率和化學(xué)反應(yīng)限度，在實(shí)際工業(yè)生產(chǎn)和生活中有著重要的意義。回答下列問題：

（1）科學(xué)家提出可利用FeO吸收和利用CO2，其原理為：

已知：C(s)+2H2O(g)====CO2(g)+2H2(g) △H=+113.4kJ·mol－1

3FeO(s)+H2O(g)====Fe3 O4(s)+H2(g) △H=+18.7kJ·mol－1

則反應(yīng)6FeO(s)+CO2(g)====2Fe3O4(s)+C(s)的△H=_______。

（2）肼的制備方法是用次氯酸鈉氧化過量的氨。

已知ClO－水解的方程式為：ClO－+H2OHClO+OH－。常溫下，該水解反應(yīng)的平衡常數(shù)為Kh=1.0×10－6mol·L－1，則1.0mol·L－1NaClO溶液的pH=______。

（3）工業(yè)上利用氨氣生產(chǎn)氫氰酸(HCN)的反應(yīng)為：CH4(g)+NH3(g) HCN(g)+3H2 (g) △H>0

①其他條件一定，達(dá)到平衡時(shí)NH3轉(zhuǎn)化率隨外界條件X變化的關(guān)系如下圖所示。X代表的是______(填“溫度”或“壓強(qiáng)”)。

②其他條件一定，向2L密閉容器中加入nmolCH4和2molNH3，平衡時(shí)NH3體積分?jǐn)?shù)隨n變化的關(guān)系如下圖所示。若反應(yīng)從開始到a點(diǎn)所用時(shí)間為10min，該時(shí)間段內(nèi)用CH4的濃度變化表示的反應(yīng)速率為______；該溫度下，b點(diǎn)的平衡常數(shù)為________

（4）納米氧化亞銅Cu2O是一種用途廣泛的光電材料，電化學(xué)法可用銅棒和石墨作電極，電解Cu(NO3)2稀溶液制備。電解過程中無氣體產(chǎn)生，則銅棒作______極，陰極生成Cu2O的電極反應(yīng)式為________。

Answer 1

【答案】-76.0kJ·mol－1 11 壓強(qiáng) 0.025mol·L-1·min-1 3/16 陽 2Cu2++2e-+H2O=Cu2O+2H+

【解析】

（1）已知：C(s)+2H2O(g)=CO2(g)+2H2(g) △H=+113.4kJ·mol－1①，3FeO(s)+H2O(g)=Fe3O4(s)+H2(g) △H=+18.7kJ·mol－1②，根據(jù)蓋斯定律，②×2-①可得6FeO(s)+CO2(g)==2Fe3O4(s)+C(s)，△H=（+18.7kJ·mol－1）×2-（+113.4kJ·mol－1）= -76.0kJ·mol－1，故答案為：-76.0kJ·mol－1。

（2）1.0mol·L－1NaClO溶液中，c（ClO-）=1.0mol·L－1，已知ClO－+H2OHClO+OH－，該水解反應(yīng)的平衡常數(shù)K=c（HClO）c（OH-）/c（ClO-）=c2（OH-）=1.0×10－6mol·L－1，c（OH-）=1.0×10－3mol·L－1，則c（H+）=Kw/c（OH-）=10-14/10-3=10-11，則pH=11，故答案為：11。

（3）①根據(jù)圖示，X越大轉(zhuǎn)化率越小，平衡逆向移動(dòng)，該反應(yīng)為吸熱反應(yīng)，溫度升高平衡正向移動(dòng)，增大壓強(qiáng)，平衡逆向移動(dòng)，故答案為：壓強(qiáng)。

②設(shè)10min時(shí)，反應(yīng)的氨氣的物質(zhì)的量為x，

CH4(g)+NH3(g)HCN(g)+3H2(g)

開始（mol） 2 2 0 0

反應(yīng)（mol） x x x 3x

a點(diǎn)（mol） 2-x 2-x x 3x

則(2-x)/(2-x+x+3x)×100%=30%，解得x=0.5mol，

v（CH4）=△c/△t=0.5mol/2L/10min=0.025mol·L-1·min-1，

此時(shí)c（HCN）=0.5mol/2L=0.25mol/L，c（H2）=0.5mol×3/2L=0.75mol/L，c（CH4）=c（NH3）=（2-0.5）mol/2L=0.75mol/L，

平衡常數(shù)只與溫度有關(guān)，所以Ka=Kb=c（HCN）c3（H2）/c（CH4）c（NH3）=0.25×(0.75)3/0.75×0.75=3/16，故答案為：0.025mol·L-1·min-1，3/16。

（4）要生成氧化亞銅，則銅必須失去電子，因此銅作陽極。陰極得到電子，發(fā)生還原反應(yīng)，所以陰極電極反應(yīng)式為2Cu2++2e－+H2O=Cu2O+2H+，

故答案為：陽，2Cu2++2e-+H2O=Cu2O+2H+。