Question

3．工業(yè)產(chǎn)生的廢氣CO_X、NO_X、SO_X 對(duì)環(huán)境有害，若能合理的利用吸收，可以減少污染，變廢為寶．
（1）有一種用CO₂生產(chǎn)甲醇燃料的方法：CO₂+3H₂?CH₃OH+H₂O
已知：CO₂（g）+3H₂（g）═CH₃OH（g）+H₂O（l）△H=-akJ•mol^-1；
2H₂（g）+O₂（g）═2H₂O（l）△H=-b kJ•mol^-1；
CH₃OH（g）═CH₃OH（l）△H=-c kJ•mol^-1；
則表示CH₃OH（l）燃燒熱的熱化學(xué)方程式為：CH₃OH（l）+$\frac{3}{2}$O₂（g）=CO₂（g）+2H₂O（l）△H=-（$\frac{3}{2}$b+2c-a-d）kJ•mol^-1．
（2）光氣（COCl₂）是一種重要的化工原料，用于農(nóng)藥、醫(yī)藥、聚酯類(lèi)材料的生產(chǎn)，工業(yè)上通過(guò)Cl₂（g）+CO（g）?COCl₂（g）制備．圖1為此反應(yīng)的反應(yīng)速率隨溫度變化的曲線(xiàn)，圖2為某次模擬實(shí)驗(yàn)研究過(guò)程中容器內(nèi)各物質(zhì)的濃度隨時(shí)間變化的曲線(xiàn)．回答下列問(wèn)題：

①0～6min內(nèi)，反應(yīng)的平均速率v（Cl₂）=0.15mol•L^-1•min^-1；
②10min改變的條件是升高溫度，該反應(yīng)平衡常數(shù)變化的趨勢(shì)是減小（填“增大”、“減小”或“不變”）．
（3）利用氨水可以將SO₂和NO₂吸收，原理如圖3所示：NO₂被吸收的離子方程式是2NO₂+4HSO₃^-═N₂+4SO₄^2-+4H⁺．
（4）用粗硅作原料，熔融鹽電解法制取硅烷原理如圖4，判斷B為電源的正極，電解時(shí)陽(yáng)極的電極反應(yīng)式為Si+4H^--4e^-═SiH₄↑．

Answer 1

分析 （1）①CO₂（g）+3H₂（g）?CH₃OH（g）+H₂O（g）△H=-a kJ•mol^-1；
②2H₂（g）+O₂（g）═2H₂O（g）△H=-b kJ•mol^-1；
③H₂O（g）═H₂O（l）△H=-c kJ•mol^-1；
④CH₃OH（g）═CH₃OH（l）△H=-d kJ•mol^-1，
由蓋斯定律可知，②×$\frac{3}{2}$+③×2-①-④得到CH₃OH（l）+$\frac{3}{2}$O₂（g）=CO₂（g）+2H₂O（l）；
（2）①由圖可知，△c（Cl₂）=1.2mol/L-0.3mol/L，結(jié)合v=$\frac{△c}{△t}$計(jì)算；
②由圖可知，第10 min時(shí)平衡逆向移動(dòng)，據(jù)影響平衡移動(dòng)的因素分析，升溫平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng)，平衡常數(shù)減��；
（3）二氧化氮具有強(qiáng)的氧化性，能夠氧化亞硫酸氫根離子生成硫酸根離子，二氧化氮被還原為氮?dú)猓?br />（4）電解池中的陽(yáng)極上發(fā)生失電子的氧化反應(yīng)，單質(zhì)硅失電子后和H^-結(jié)合生成SiH₄；

解答 解：（1）①CO₂（g）+3H₂（g）?CH₃OH（g）+H₂O（g）△H=-a kJ•mol^-1；
②2H₂（g）+O₂（g）═2H₂O（g）△H=-b kJ•mol^-1；
③H₂O（g）═H₂O（l）△H=-c kJ•mol^-1；
④CH₃OH（g）═CH₃OH（l）△H=-d kJ•mol^-1，
由蓋斯定律可知，②×$\frac{3}{2}$+③×2-①-④得到CH₃OH（l）+$\frac{3}{2}$O₂（g）=CO₂（g）+2H₂O（l）△H=-（$\frac{3}{2}$b+2c-a-d）kJ•mol^-1，
則CH₃OH（l）燃燒熱的熱化學(xué)方程式為CH₃OH（l）+$\frac{3}{2}$O₂（g）=CO₂（g）+2H₂O（l）△H=-（$\frac{3}{2}$b+2c-a-d）kJ•mol^-1，
故答案為：CH₃OH（l）+$\frac{3}{2}$O₂（g）=CO₂（g）+2H₂O（l）△H=-（$\frac{3}{2}$b+2c-a-d）kJ•mol^-1；
（2）①由圖可知，6min時(shí)Cl₂的平衡濃度為0.3mol/L，濃度變化為1.2mol/L-0.3mol/L=0.9mol/L，則v（Cl₂）=$\frac{0.9mol/L}{6min}$=0.15 mol•L^-1•min ^-1，
故答案為：0.15 mol•L^-1•min^-1 ；
②影響平衡移動(dòng)的因素有溫度、濃度和壓強(qiáng)，該反應(yīng)是放熱反應(yīng)，由圖可知，第10 min時(shí)平衡逆向移動(dòng)，只能是升溫，由圖1可知，升溫平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng)，正反應(yīng)為放熱反應(yīng)，所以溫度高，平衡常數(shù)減小，
故答案為：升高溫度；減��；
（3）二氧化氮具有強(qiáng)的氧化性，能夠氧化亞硫酸氫根離子生成硫酸根離子，二氧化氮被還原為氮?dú)�，離子方程式：2NO₂+4HSO₃^-=N₂+4SO₄^2-+4H⁺；  
故答案為：2NO₂+4HSO₃^-═N₂+4SO₄^2-+4H⁺；
（4）從圖示知，粗硅變化為SiH₄，失電子發(fā)生氧化反應(yīng)，B為電源的正極，H^-移向陽(yáng)極生成SiH₄，電極反應(yīng)式為Si+4H^--4e^-=SiH₄↑，
故答案為：正； Si+4H^--4e^-═SiH₄↑；

點(diǎn)評(píng) 本題考查硅及其化合物的性質(zhì)，讀懂圖象、理順平衡常數(shù)與轉(zhuǎn)化率間的關(guān)系、注意電化學(xué)電極反應(yīng)式的書(shū)寫(xiě)是解題的關(guān)鍵，題目難度中等．