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(shí)排放大量的Cq、Sq和Noxo
（1）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(lái)，經(jīng)化學(xué)反應(yīng)后使之變?yōu)榭稍偕�燃料甲醇�?br />①已知在常溫常壓下：
2CH₃OH（1）+3O₂（g）═2CO₂（g）+4H₂O（g）△H=-1275.6kJ/mol
2CO（g）+O₂（g）═2CO₂（g）△H=-566.0kJ/mol
H₂O（g）═H₂O（l）△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

 

．

③25℃時(shí)，將甲醇燃燒生成的足量CO₂通入到濃度為0.1mol?L^-1 NaOH溶液中，所得溶液的pH=8，溶液中離子濃度由大到小的順序是

 

．
（2）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(shuō)明t_l時(shí)刻達(dá)到平衡狀態(tài)的是

 

．
（3）在一個(gè)固定容積為5L的密閉容器中充入0.20mol SO₂和0.10mol O₂，半分鐘后達(dá)到平衡，測(cè)得容器中含SO₃ 0.18mol，則v（O₂）=

 

，若繼續(xù)通入0.20mol SO₂和0.1mol O₂，則平衡

 

移動(dòng)（填“向正反應(yīng)方向”、“向逆反應(yīng)方向”或“不”）．
（4）在一定條件下，NO₂可以被NH₃還原為N₂來(lái)消除NO₂對(duì)環(huán)境造成的污染．25℃時(shí)，將NH₃溶于水得100mL 0.1mol?L^-1的氨水，測(cè)得pH=11，則該條件下NH₃?H₂O的電離平衡常數(shù)約為

 

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Answer 1

考點(diǎn)：熱化學(xué)方程式,化學(xué)電源新型電池,化學(xué)平衡常數(shù)的含義,化學(xué)平衡的影響因素,化學(xué)平衡狀態(tài)的判斷,離子濃度大小的比較

專題：基本概念與基本理論

分析：（1）①依據(jù)熱化學(xué)方程式和 蓋斯定律計(jì)算所需熱化學(xué)方程式；
②依據(jù)原電池圖示可知?dú)潆x子移向電極為正極，氧氣應(yīng)從正極通入，負(fù)極是甲醇燃料失電子在酸性環(huán)境中生成二氧化碳；
 ③將甲醇燃燒生成的足量CO₂通入到濃度為0.1mol?L^-1 NaOH溶液中，所得溶液的pH=8，判斷市場(chǎng)的是碳酸氫鈉溶液，依據(jù)碳酸氫鈉溶液中離子濃度大小分析比較；
（2）可逆反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)，一定滿足正逆反應(yīng)速率相等，各組分的濃度、百分含量不再變化，據(jù)此進(jìn)行判斷；當(dāng)反應(yīng)前后改變的物理量不變時(shí)，該可逆反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)；
（3）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(lái)判斷平衡移動(dòng)方向；
（4）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(shí)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）①a、2CH₃OH（1）+3O₂（g）═2CO₂（g）+4H₂O（g）△H=-1275.6kJ/mol
b、2CO（g）+O₂（g）═2CO₂（g）△H=-566.0kJ/mol
c、H₂O（g）═H₂O（l）△H=-44.0kJ/mol
依據(jù)蓋斯定律計(jì)算a-b+c×4得到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：CH₃OH（l）+O₂（g）=CO（g）+2H₂O（l）△H=-442.8KJ/mol；
故答案為：CH₃OH（l）+O₂（g）=CO（g）+2H₂O（l）△H=-442.8KJ/mol；
②依據(jù)原電池圖示可知?dú)潆x子移向電極為正極，氧氣應(yīng)從正極通入，c口是氧氣通入的一端，負(fù)極是甲醇燃料失電子在酸性環(huán)境中生成二氧化碳，電極反應(yīng)為：CH₃OH-6e^-+H₂O=CO₂+6H⁺；
故答案為：c，CH₃OH-6e^-+H₂O=CO₂+6H⁺；
③25℃時(shí)，將甲醇燃燒生成的足量CO₂通入到濃度為0.1mol?L^-1 NaOH溶液中，所得溶液的pH=8，判斷溶液在為碳酸氫鈉，碳酸氫根離子水解溶液呈堿性，溶液中離子濃度由大到小的順序是：c（Na⁺）＞C（HCO₃^-）＞c（OH^-）＞c（H⁺）＞c（CO₃^2-）；
故答案為：c（Na⁺）＞C（HCO₃^-）＞c（OH^-）＞c（H⁺）＞c（CO₃^2-）；
（2）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，是氣體體積減小的放熱反應(yīng)；
a、t₁時(shí)正反應(yīng)速率仍然在變化，說(shuō)明沒有達(dá)到平衡狀態(tài)，故a錯(cuò)誤；
b、t₁時(shí)平衡常數(shù)不再變化，正逆反應(yīng)速率相等，說(shuō)明達(dá)到了平衡狀態(tài)，故b正確；
c、t₁時(shí)三氧化二氮和一氧化氮的物質(zhì)的量還在變化，說(shuō)明正逆反應(yīng)速率不相等，反應(yīng)沒有達(dá)到平衡狀態(tài)，故c錯(cuò)誤；
d、t₁時(shí)一氧化氮的質(zhì)量分?jǐn)?shù)不再變化，表明正逆反應(yīng)速率相等，達(dá)到了平衡狀態(tài)，故d正確；
故選bd；
（3）當(dāng)生成0.18molSO₃時(shí)，參加反應(yīng)的氧氣的物質(zhì)的量為x，
     2SO₂+O₂?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(qiáng)增大，平衡向氣體體積減小的方向移動(dòng)，即向正反應(yīng)方向移動(dòng)；
故答案為：0.036mol．L^-1?min^-1；向正反應(yīng)方向移動(dòng)；
（4）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

=1.01×10^-5mol?L^-1；
故答案為：1.01×10^-5mol?L^-1；

點(diǎn)評(píng)：本題考查了熱化學(xué)方程式和蓋斯定律計(jì)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(jì)算，注意弱電解質(zhì)電離平衡常數(shù)的計(jì)算應(yīng)用，掌握基礎(chǔ)是關(guān)鍵，題目難度中等．