Question

12．天然氣是一種重要的清潔能源和化工原料，其主要成分為甲烷．
（1）①天然氣中的少量H₂S溶于水的電離方程式為H₂S?H⁺+HS^-、HS^-?H⁺+S^2-其中c（ HS^-）＞  c（S^2-） （填“＞”、“＜”或“=”）請(qǐng)你提出增大其中c（S^2-）的一種方法加入NaOH、Na₂S等
②H₂S可用Na₂CO₃溶液吸收，生成兩種酸式鹽，該反應(yīng)的化學(xué)方程式為：H₂S+Na₂CO₃=NaHS+NaHCO₃．
（2）天然氣的一個(gè)重要用途是制取H₂，其原理為：CO₂（g）+CH₄（g）?2CO（g）+2H₂（g）．
①該反應(yīng)的平衡常數(shù)表達(dá)式為K=$\frac{{c}^{2}（CO）{•}^{\;}{c}^{2}（{H}_{2}）}{c（C{O}_{2}）•c（C{H}_{4}）}$．
②在密閉容器中通入物質(zhì)的量濃度均為0.1mol•L^-1的CH₄與CO₂，在一定條件下發(fā)生反應(yīng)，測(cè)得CH₄的平衡轉(zhuǎn)化率與溫度及壓強(qiáng)關(guān)系如題圖-l所示．
則壓強(qiáng)P₁小于P₂ （填“大于”或“小于”）；壓強(qiáng)為P₂時(shí)，在Y點(diǎn)：v（正）大于v （逆）（填“大于“、“小于”或“等于“）．

（3）天然氣也可重整生產(chǎn)化工原料，最近科學(xué)家們利用天然氣無(wú)氧催化重整獲得芳香烴X．由質(zhì)譜分析得X的相對(duì)分子質(zhì)量為l06，其核磁共振氫譜如題圖-2所示，則X的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為．

Answer 1

分析 （1）①硫化氫在溶液中為氫硫酸，氫硫酸為二元弱酸，電離分步進(jìn)行；平衡右移可增大其中c（S^2-）；
②H₂S可用Na₂CO₃溶液吸收，能生成兩種酸式鹽，依據(jù)硫化氫是二元酸，碳酸根離子為二元弱酸的酸根，所以生成的兩種酸式鹽為NaHS、NaHCO₃，配平書寫化學(xué)方程式；
（2）①根據(jù)化學(xué)平衡常數(shù)表達(dá)的意義書寫，利用生成物平衡濃度冪次方乘積除以反應(yīng)物平衡濃度冪次方乘積得到；
②該反應(yīng)正向?yàn)轶w積增大的方向，壓強(qiáng)越大，CH₄的轉(zhuǎn)化率越��；壓強(qiáng)為P₂時(shí)，在Y點(diǎn)反應(yīng)未達(dá)到平衡，則反應(yīng)正向移動(dòng)；
（3）已知X的相對(duì)分子質(zhì)量為l06，設(shè)其分子式為C_xH_y，由$\frac{106}{12}$可知x=8，y=10，再根據(jù)質(zhì)譜圖中有2個(gè)峰，判斷分子中含有2種環(huán)境的H．

解答 解：（1）①氫硫酸為二元弱酸，電離分步進(jìn)行，電離方程式為H₂S?H⁺+HS^-、HS^-?H⁺+S^2-，電離以第一步為主，c（ HS^-）＞c（S^2-），加入NaOH、Na₂S等堿性物質(zhì)可以降低氫離子濃度使平衡右移，增大c（S^2-），
故答案為：H₂S?H⁺+HS^-、HS^-?H⁺+S^2-；＞；加入 NaOH、Na₂S等；
②H₂S可用Na₂CO₃溶液吸收，能生成兩種酸式鹽，說(shuō)明反應(yīng)產(chǎn)物為硫氫化鈉和碳酸氫鈉，反應(yīng)的化學(xué)方程式為：H₂S+Na₂CO₃═NaHS+NaHCO₃，
故答案為：H₂S+Na₂CO₃=NaHS+NaHCO₃；
（2）①已知CO₂（g）+CH₄（g）?2CO（g）+2H₂（g），其平衡常數(shù)表達(dá)式是K=$\frac{{c}^{2}（CO）{•}^{\;}{c}^{2}（{H}_{2}）}{c（C{O}_{2}）•c（C{H}_{4}）}$，
故答案為：K=$\frac{{c}^{2}（CO）{•}^{\;}{c}^{2}（{H}_{2}）}{c（C{O}_{2}）•c（C{H}_{4}）}$；
②該反應(yīng)正向?yàn)轶w積增大的方向，壓強(qiáng)越大，CH₄的轉(zhuǎn)化率越小，已知相同溫度下，P₁條件下的轉(zhuǎn)化率大于P₂，則P₁小于P₂；壓強(qiáng)為P₂時(shí)，在Y點(diǎn)反應(yīng)未達(dá)到平衡，則反應(yīng)正向移動(dòng)，所以v（正）大于v（逆）；
故答案為：小于；大于；
（3）芳香烴X，已知X的相對(duì)分子質(zhì)量為l06，設(shè)其分子式為C_xH_y，由$\frac{106}{12}$可知x=8，y=10，說(shuō)明分子中含有一個(gè)苯環(huán)，另外含有2個(gè)C原子，再根據(jù)質(zhì)譜圖中有2個(gè)峰，可知分子中含有2種環(huán)境的H，則分子結(jié)構(gòu)對(duì)稱，所以其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為．
故答案為：；

點(diǎn)評(píng) 本題考查了弱電解質(zhì)的電離、方程式的書寫、化學(xué)平衡常數(shù)、平衡移動(dòng)、有機(jī)物分子式的確定等，題目涉及的知識(shí)點(diǎn)較多，側(cè)重于考查學(xué)生對(duì)基礎(chǔ)知識(shí)的綜合應(yīng)用能力，題目難度中等．