Question

I．已知：反應(yīng)H₂(g) + Cl₂(g) = 2HCl(g)   ΔH=" —184" kJ/mol
4HCl(g)+O₂(g)  2Cl₂(g)+2H₂O(g)     ΔH=" —115.6" kJ/mol 
      
請回答：
（1）H₂與O₂反應(yīng)生成氣態(tài)水的熱化學方程式                                     
（2）斷開1 mol H—O 鍵所需能量約為                kJ
II．試運用所學知識，解決下列問題：
（1）已知某反應(yīng)的平衡表達式為：，它所對應(yīng)的化學方程式為：         
（2）已知在400℃時，N₂ (g)+ 3H₂(g) 2NH₃(g) △H<0 的K=0.5，則400℃時，在0.5L的反應(yīng)容器中進行合成氨反應(yīng)，一段時間后，測得N₂、H₂、NH₃的物質(zhì)的量分別為2mol、1mol、2mol，則此時反應(yīng)v(N₂)_正          v(N₂)_逆（填：＞、＜、＝、不能確定）（1分）
欲使得該反應(yīng)的化學反應(yīng)速率加快，同時使平衡時NH₃的體積百分數(shù)增加，可采取的正確措施是       （填序號）（1分）
A．縮小體積增大壓強    B．升高溫度   C．加催化劑   D．使氨氣液化移走
（3）在一定體積的密閉容器中，進行如下化學反應(yīng)：A(g) + 3B(g)  2C(g) + D（s） ΔH，其化學平衡常數(shù)K與溫度t的關(guān)系如下表：

t/K	300	400	500	…
K/(mol·L—1)2	4×106	8×107	K1	…

 
請完成下列問題：
①判斷該反應(yīng)的ΔH        0（填“>”或“<”） （1分）
②在一定條件下，能判斷該反應(yīng)一定達化學平衡狀態(tài)的是         （填序號）
A．3v(B)_（正）=2v(C)_（逆）      B．A和B的轉(zhuǎn)化率相等
C．容器內(nèi)壓強保持不變    D．混合氣體的密度保持不變
（4）以天然氣(假設(shè)雜質(zhì)不參與反應(yīng))為原料的燃料電池示意圖如圖所示。

①放電時，負極的電極反應(yīng)式為                             
②假設(shè)裝置中盛裝100.0 mL 3.0 mol·L^—1 KOH溶液，放電時參與反應(yīng)的氧氣在標準狀況下體積為8 960 mL。放電完畢后，電解質(zhì)溶液中各離子濃度的大小關(guān)系為                                  

Answer 1

Ⅰ（1）2H₂(g) + O₂(g)= 2H₂O(g) ΔH=" —483.6" kJ/mol   （2）463.4
Ⅱ （1）C（s）+H₂O(g)  H₂(g) + CO(g)（2）= （1分）， A （1分） （3）①＞（1分） ② CD        （4）①CH₄-8e^—+10OH^—= CO₃^2—+7H₂O  ②c(K⁺)>c(HCO₃^—)>c(CO₃^2—)>c(OH^—)>c(H⁺)

試題分析：Ⅰ、（1）①2Cl₂（g）+2H₂O（g） 2Cl₂（g）+2H₂O（g），△H=-115.6kJ/mol，②H₂（g）+Cl2（g）═2HCl（g）△H=-184kJ/mol，依據(jù)蓋斯定律：①+②×2得到熱化學方程式為：2H₂（g）+O₂（g）=2H₂O（g）△H="-483.6" kJ/mol；（2）依據(jù)反應(yīng)的熱化學方程式：2H₂（g）+O₂（g）=2H₂O（g）△H="-483.6" kJ/mol，△H=斷裂化學鍵吸收的能量-形成化學鍵放出的能量="2×436KJ+498KJ-4×H-O=-483.6" kJ，則得到H-O的鍵能=463.4kJ；
Ⅱ、（1）平衡表達式為：K=C(H₂)?C(CO)/C(H₂O) ，生成物為CO、H₂，反應(yīng)物含有H₂O，三者化學計量數(shù)分別為1、1、1，根據(jù)元素守恒，故另一反應(yīng)物為固體C，反應(yīng)中它所對應(yīng)反應(yīng)的化學方程式為C（s）+H₂O（g）?CO（g）+H₂（g）；（2）一段時間后，當N₂、H₂、NH₃的物質(zhì)的量分別為2mol/L、1mol/L、2mol/L時，Qc="4×4" /4×23 =0.5=K，所以該狀態(tài)是平衡狀態(tài)，正逆反應(yīng)速率相等；縮小體積增大壓強可使該反應(yīng)的化學反應(yīng)速率加快，同時使平衡時NH₃的體積百分數(shù)增加；（3）①通過圖表可知溫度升高K值增大，從而可知溫度升高平衡向正反應(yīng)移動，故△H＞0。②此反應(yīng)A(g) + 3B(g)  2C(g) + D（s）是一個氣體系數(shù)發(fā)生變化的反應(yīng)，故容器內(nèi)壓強保持不變或混合氣體的密度保持不變均可使此反應(yīng)達到平衡。（4）①正極發(fā)生還原反應(yīng)，氧氣在正極放電生成氫氧根離子，正極電極反應(yīng)式為：O₂+4e-+2H₂O=4OH-；②參與反應(yīng)的氧氣在標準狀況下體積為8960mL，物質(zhì)的量為8.96L/22.4L/mol =0.4mol，根據(jù)電子轉(zhuǎn)移守恒可知，生成二氧化碳為(0.4mol×4 )/8 =0.2mol，n（NaOH）=0.1L×3.0mol?L^-1=0.3mol，n（NaOH）：n（CO₂）=0.3mol：0.2mol=3：2，介于1：1與2：1之間，故生成碳酸鉀、碳酸氫鉀，令碳酸鉀、碳酸氫鉀的物質(zhì)的量分別為xmol、ymol，則x+y=0.2，2x+y=0.3，解得x=0.1，y=0.1，溶液中碳酸根水解，碳酸氫根的水解大于電離，溶液呈堿性，故c（OH^-）＞c（H⁺），碳酸根的水解程度大于碳酸氫根，故c（HCO₃^-）＞c（CO₃^2-），鉀離子濃度最大，水解程度不大，碳酸根濃度原大于氫氧根離子，故c（K⁺）＞c（HCO₃^-）＞c（CO₃^2-）＞c（OH^-）＞c（H⁺）;