Question

PM2.5（可入肺顆粒物）污染跟冬季燃煤密切相關(guān)，燃煤還同時排放大量的CO₂、SO₂和NO_x
（1）在一個密閉容器中，發(fā)生反應(yīng)：C（s）+H₂O（g）?CO（g）+H₂（g） 則該反應(yīng)正向反應(yīng)是：

 

反應(yīng)（填：放熱、吸熱），該反應(yīng)化學(xué)平衡常數(shù)表達(dá)式為K=

 

，達(dá)到平衡后，若減小密閉容器的容積，保持溫度不變，原化學(xué)平衡向

 

反應(yīng)方向移動，v（正）

 

（填：不變、變大、變�。�．
（2）最近有科學(xué)家提出構(gòu)想：把空氣吹入飽和碳酸鉀溶液，然后再把CO₂從溶液中提取出來，經(jīng)化學(xué)反應(yīng)后使之變?yōu)榭稍偕�燃料甲醇（CH₃OH）．
①已知在常溫常壓下：2CH₃OH（l）+3O₂（g）═2CO₂（g）+4H₂O（g）△H=-1275.6kJ/mol
2CO（g）+O₂（g）=2CO₂（g）△H=-566.0kJ/mol
H₂O（g）=H₂O（1）△H=-44.0kJ/mol
則甲醇不完全燃燒生成一氧化碳和液態(tài)水的熱化學(xué)方程式為

 

．
②以甲醇和氧氣反應(yīng)制成的燃料電池如圖1所示，該電池工作過程中O₂應(yīng)從

 

（填“c”或“b”）口通入，電池負(fù)極反應(yīng)式為

 

．
（3）已知在一定條件下，NO與NO₂存在下列反應(yīng)：NO（g）+NO₂（g）=N₂O₃（g），
△H＜0    若該反應(yīng)在絕熱、恒容的密閉體系中進(jìn)行，圖2示意圖能說明t_l時刻達(dá)到平衡狀態(tài)的是

 

．

（4）在一個固定容積為5L的密閉容器中充入0.20molSO₂和0．l0molO₂，0.5分鐘后達(dá)到平衡，測得容器中含SO₃0.18mol，則v（O₂）=

 

mol/（L?min），若繼續(xù)通入0.20mo1SO₂和0．lmolO₂，則達(dá)平衡時SO₂的轉(zhuǎn)化率

 

（填“不變”、“增大”“減小”）
（5）25℃時，將NH₃溶于水得l00mL 0．lmol?L^-的氨水，測得pH=11，則該條件下NH₃?H₂O的電離平衡常數(shù)約為

 

．

Answer 1

考點：化學(xué)平衡的影響因素,用蓋斯定律進(jìn)行有關(guān)反應(yīng)熱的計算,化學(xué)電源新型電池,化學(xué)平衡的計算,弱電解質(zhì)在水溶液中的電離平衡

專題：化學(xué)反應(yīng)中的能量變化,化學(xué)平衡專題,電離平衡與溶液的pH專題,電化學(xué)專題

分析：（1）C（s）+H₂O（g）?CO（g）+H₂（g） 則該反應(yīng)為吸熱反應(yīng)；依據(jù)化學(xué)方程式和平衡常數(shù)概念書寫平衡常數(shù)；減小密閉容器的容積，相當(dāng)于增大壓強，平衡向體積減小的方向移動，反應(yīng)速率增大；
（2）①根據(jù)蓋斯定律來分析；
②依據(jù)原電池圖示可知氫離子移向電極為正極，氧氣應(yīng)從正極通入，結(jié)合酸性環(huán)境寫出負(fù)極反應(yīng)式；
（3）化學(xué)反應(yīng)達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài)時，正逆反應(yīng)速率相等，且不等于0，各物質(zhì)的濃度不再發(fā)生變化，由此衍生的一些物理量不發(fā)生變化，以此進(jìn)行判斷，得出正確結(jié)論；
（4）化學(xué)反應(yīng)速率的定義求出氧氣的速率；根據(jù)影響化學(xué)平衡的因素來判斷平衡移動方向；
（5）根據(jù)氨水電離生成等量的銨根離子和氫氧根離子，求出平衡時各離子的濃度，在利用電離度、電離平衡常數(shù)的公式求解；

解答： 解：（1）C（s）+H₂O（g）?CO（g）+H₂（g） 則該反應(yīng)為吸熱反應(yīng)；C（s）+H₂O（g）?CO（g）+H₂（g），反應(yīng)的平衡常數(shù)K=

c(CO)c(H2)

c(H2O)

；減小密閉容器的容積，相當(dāng)于增大壓強，平衡向體積減小的方向移動，正逆反應(yīng)速率都變大；
故答案為：吸熱；

c(CO)c(H2)

c(H2O)

；逆；變大；
（2）①根據(jù)蓋斯定律，將已知反應(yīng)①-②-③×4得到CH₃OH（l）+O₂（g）=CO（g）+2H₂O（l），所以該反應(yīng)的△H=（-1275.6kJ/mol）-（-566.0kJ/mol）-（-44.0kJ/mol）×4=442.8kJ?mol^-1，即CH₃OH（l）+O₂（g）=CO（g）+2H₂O（l）△H=-442.8kJ?mol^-1，
故答案為：CH₃OH（l）+O₂（g）=CO（g）+2H₂O（l）△H=-442.8kJ?mol^-1．   
②依據(jù)原電池圖示可知氫離子移向電極為正極，氧氣應(yīng)從正極通入，故從c口通入，負(fù)極上是CH₃OH放電，由于是酸性環(huán)境，故負(fù)極反應(yīng)為：CH₃OH+H₂O-6e^-=CO₂↑+6H⁺，故答案為：C，CH₃OH+H₂O-6e^-=CO₂↑+6H⁺；
（3）a．平衡時，正逆反應(yīng)速率應(yīng)相等，且保持不變，故a錯誤；
b．平衡時，化學(xué)平衡常數(shù)應(yīng)保持不變，故b正確；
c．平衡時，各物質(zhì)的物質(zhì)的量應(yīng)保持不變，故c錯誤；
d．平衡時，NO的百分含量保持不變，故d正確，
故答案為：bd；
（4）當(dāng)生成0.18molSO₃時，參加反應(yīng)的氧氣的物質(zhì)的量為x，
2SO₂+O₂

催化劑  .

△

2SO₃
     1         2
     x      0.18mol
x=0.09mol
v（O₂）=

0.09mol

5L×0.5min

=0.036mol．L^-1?min^-1；
繼續(xù)通入0.20mol SO₂和0.10mol O₂，容器內(nèi)壓強增大，平衡向氣體體積減小的方向移動，即向正反應(yīng)方向移動，達(dá)平衡時SO₂的轉(zhuǎn)化率增大；
故答案為：0.036，增大；
（5）氨水溶液pH=11，則C（H⁺）═10^-11 mol?L^-1，C（0H^-）═10^-3mol?L^-1，
                  NH₃?H₂O?NH₄⁺+OH^-
起始（mol?L^-1）    0.1      0     0
反應(yīng)（mol?L^-1）    10^-3     10^-3    10^-3
平衡（mol?L^-1）  0.1-10^-3   10^-3    10^-3
所以NH₃?H₂O的電離平衡常數(shù)為Kb=

10 -3×10 -3

0.1-10 -3

=1.0×10^-5mol?L^-1；
故答案為：1.0×10^-5mol?L^-1；

點評：本題考查了熱化學(xué)方程式和蓋斯定律計算應(yīng)用，原電池原理和電極反應(yīng)書寫，化學(xué)平衡狀態(tài)判斷，反應(yīng)速率計算，注意弱電解質(zhì)電離平衡常數(shù)的計算應(yīng)用，掌握基礎(chǔ)是關(guān)鍵，題目難度中等．