Question

运用化学反应原理研究氮、碳、硫等单质及其化合物的反应有重要意义。
（1）氨在国民经济中占有重要地位。合成氨工业中，合成塔中每产生2mol NH₃，放出92.2kJ热量。
①若起始时向容器内放入2mol N₂和6mol H₂，达平衡后放出的热量为Q，则Q（填 “＞”、“＜”或“＝”）                184．4 kJ。
②已知

1mol N—H键断裂吸收的能量等于            kJ。
（2）硫酸的年产量可以用来衡量一个国家的化工生产能力。工业生产硫酸的流程中存在反应：2SO₂(g）＋O₂(g）2SO₃(g）。反应体系中SO₃的百分含量和温度的关系如下图所示（曲线上任何一点都表示平衡状态）。根据图示回答下列问题：

①该反应的          ０（填“＞’或“＜”）。
②下列说法正确的是
a．若在恒温、恒压条件下向上述平衡体系中通入氦气，平衡不移动
b．在D点时，v_正＞v_逆
c．B点、C点反应的平衡常数分别为K₁、K₂，则K₁＜K₂
d．在A点时，消耗1mol SO₂必定同时消耗1mol SO₃
（3）过度排放CO₂会造成温室效应。
①最近科学家提出“绿色自由”构想能把空气中的CO₂转变为可再生燃料甲醇。甲醇可制作燃料电池，写出该电池负极反应式（电解液为KOH溶液）                  。
②CO₂也可用NaOH溶液吸收得到Na₂CO₃溶液，写出该反应的离子方程式          。
Na₂CO₃水溶液呈碱性，其原因是，25℃时该反应的K=2×10^-4mol·L^-1，则当溶液中c（HCO- 3）：c（CO2- 3）=2∶1时，溶液的pH=         。

Answer 1

(12分)
（1）①<(2分)
②391(2分)
（2）①<(2分) ②bd(2分)
（3）①CH₃OH+ 8OH^--6e^-= CO2- 3 + 6H₂O(2分)
②CO₂+2OH^- = CO2- 3 +H₂O(2分) 10(2分)

试题分析：
（1）①根据反应3H₂(g)+N₂(g)=2NH₃(g) △H=－92.2kJ/mol，而向容器内放入2mol N₂和6mol H₂由于可逆反应不可能完全反应，所以Q<184．4 kJ。
②反应3molH₂需436 kJ×3，反应1mol N₂需948.5kJ，与生成2mol NH₃（6mol N-H）所需能量和为－92.2kJ，1mol N—H键断裂吸收的能量等于391 kJ。
（2）①右图可知温度越高，SO₃的百分含量，平衡逆向移动△H<０。
②a、恒温、恒压条件下向上述平衡体系中通入氦气容器体积变大，反应向气体分子数增多方向移动，错误。b、从D到A SO₃的百分含量上升，反应正向进行，建立平衡v_正＞v_逆，正确。c、反应放热，温度越高，K越小，K₁＞K₂，错误。d、消耗1mol SO₂必定同时消耗1mol SO₃，v_正=v_逆，正确。
（3）①总反应：2CH₃OH+3O₂+4KOH=2K₂CO₃+6H₂O；正极反应： O₂+3H₂O+4e^-=4 OH^-；两式相减可得CH₃OH+ 8OH^--6e^-= CO2- 3 + 6H₂O。
②CO₂也可用NaOH溶液吸收：CO₂+2OH^- = CO2- 3 +H₂O；
K=2×10^-4mol·L^-1= c（OH^-）× c（HCO- 3）/c（CO2- 3）="2" c（OH^-），所以c（OH^-）=1×10^-4mol·L^-1，c（H⁺）=10^-8，pH=10。