Question

本题为《化学反应原理（选修4）》模块选做题
（1）今有常温下两种溶液：（A） 0.1mol?L^-1 NH₃?H₂O溶液 （B） 0.1mol?L^-1 NH₄Cl溶液．
①溶液（A）的pH

 

 7（填“＞”、“＜”或“=”）；
②溶液（B）呈

 

 性（填“酸”、“碱”或“中”），升高温度可以

 

（填“促进”或“抑制”）NH₄Cl 的水解；
（2）氮及其化合物在工农业生产、生活中有着重要作用．图1是1molNO₂和1molCO反应生成NO和CO₂过程中能量变化示意图．请写出NO₂和CO反应的热化学方程式

 

．

（3）已知一定温度和压强下，在容积为VL的密闭容器中充入1mol A和1mol B，保持恒温恒压下反应：A（g）+B（g）?C（g）△H＜0．达到平衡时，C的体积分数为40%．
试回答有关问题：
①升温时，C的反应速率

 

（填“加快”、“减慢”或“不变”） 
②若平衡时，保持容器容积不变，使容器内压强增大，则平衡

 

A．一定向正反应方向移动  B．一定向逆反应方向移动   C．一定不移动  D．不一定移动
③若使温度、压强在上述条件下恒定不变，在密闭容器中充入2mol A和2mol B，则反应达到平衡时，C的体积分数为

 

；
（4）①事实证明，原电池中发生的反应通常是放热反应．利用下列化学反应可以设计成原电池的是

 

；
A．C（s）+H₂O（g）=CO（g）+H₂（g）△H＞0
B．NaOH（aq）+HCl（aq）=NaCl（aq）+H₂O（l）△H＜0
C．2H₂（g）+O₂（g）=2H₂O（l）△H＜0
②以KOH溶液为电解质溶液，依据所选反应设计一个原电池，其负极反应式为

 

；
③电解原理在化学工业中有着广泛的应用．如图2所示电解池中，a为NaCl溶液，X和Y是两块惰性电极板，则电解时的离子方程式为

 

．

Answer 1

考点：弱电解质在水溶液中的电离平衡,常见化学电源的种类及其工作原理,化学平衡的影响因素,盐类水解的应用

专题：基本概念与基本理论

分析：（1）①一水合氨电离出氢氧根离子而使其溶液呈碱性；
②氯化铵为强酸弱碱盐，其溶液呈酸性，升高温度，平衡向吸热反应方向移动；
（2）根据图象知，反应物能量大于生成物总能量，所以该反应是放热反应，该反应的△H=E₁-E₂=134kJ/mol-368kJ/mol=-234kJ/mol；
（3）①升高温度，C的正逆反应速率都加快；
②保持容器容积不变，增大压强，根据容器内参加反应的物质的量是否变化确定平衡是否移动；
③若使温度、压强在上述条件下恒定不变，在密闭容器中充入2molA和2molB，则容器的体积增大为原来的2倍，相当于等效平衡，反应物的转化率不变；
（4）①能设计成原电池的化学反应必须是自发进行的放热的氧化还原反应；
 ②负极上燃料失电子发生氧化反应，正极上氧化剂得电子发生还原反应；
③用惰性电极电解氯化钠溶液时，阳极上氯离子放电生成氯气、阴极上氢离子放电生成氢气，同时电解质溶液中生成氢氧根离子．

解答： 解：（1）①一水合氨为弱电解质，在水溶液里部分电离生成氢氧根离子和铵根离子，导致溶液中氢氧根离子浓度大于氢离子浓度，溶液呈碱性，pH＞7，故答案为：＞；
②氯化铵为强酸弱碱盐，铵根离子水解导致溶液呈酸性，盐类水解是吸热反应，升高温度促进盐类水解，故答案为：酸；促进；
（2）根据图象知，反应物能量大于生成物总能量，所以该反应是放热反应，该反应的△H=E₁-E₂=134kJ/mol-368kJ/mol=-234KJ/mol，所以其热化学反应方程式为：NO₂（g）+CO（g）═NO （g）+CO₂（g）△H=-234kJ/mol，故答案为：NO₂（g）+CO（g）═NO （g）+CO₂（g）△H=-234kJ/mol；
（3）①无论正反应是放热反应还是吸热反应，升高温度C的正逆反应速率都加快，但平衡向逆反应方向移动，故答案为：加快；
 ②若平衡时，保持容器容积不变，使容器内压强增大，如果反应物、生成物浓度都不变，则平衡不移动，如充入惰性气体，如果反应物或生成物浓度改变，则平衡移动，故选D；     
③若使温度、压强在上述条件下恒定不变，在密闭容器中充入2mol A和2molB，则容器的体积增大为原来的2倍，两个容器中各物质浓度都相等，相当于等效平衡，所以反应物的转化率不变，则反应达到平衡时，C的体积分数为40%，故答案为：40%；
（4）①能设计成原电池的化学反应必须是自发进行的放热的氧化还原反应，
A．C（s）+H₂O（g）=CO（g）+H₂（g）△H＞0，该反应是吸热反应，所以不能设计成原电池，故错误；
B．NaOH（aq）+HCl（aq）=NaCl（aq）+H₂O（l）△H＜0，该反应是不是氧化还原反应，所以不能设计成原电池，故错误；
C．2H₂（g）+O₂（g）=2H₂O（l）△H＜0，该反应是自发进行的放热的氧化还原反应，所以能设计成原电池，故正确；
故选C；
②负极上氢气失电子和氢氧根离子反应生成水，电极反应式为：2H₂+4OH^--4e^-=4H₂O，
故答案为：2H₂+4OH^--4e^-=4H₂O；
③用惰性电极电解氯化钠溶液时，阳极上氯离子放电生成氯气、阴极上氢离子放电生成氢气，同时电解质溶液中生成氢氧根离子，电池反应式为：2Cl^-+2H₂O

电解  .

 H₂↑+Cl₂↑+2OH^-，故答案为：2Cl^-+2H₂O

电解  .

 H₂↑+Cl₂↑+2OH^-．

点评：本题涉及原电池和电解池原理、化学平衡、弱电解质的电离、盐类水解等知识点，明确原电池反应特点、电解池中离子放电顺序、化学平衡移动的影响因素等知识点即可解答，这些知识点都是高考热点，一般都在综合性题中出现，注意（3）②的判断，体系压强改变通常是通过浓度改变引起的，很多同学往往认为压强增大平衡一定移动而导致错误，如果反应物或生成物浓度不变，虽然压强改变，但平衡也不移动，为易错点．