题目内容

3.(1)膦(PH3)是一种无色有剧毒的气体,其还原能力比氨(NH3)强,是一种强还原剂.某反应体系中存在下列物质:Cu、H2SO4、CuSO4、PH3、H3PO4、H2O.回答下列问题:
①上述反应体系中化学反应方程式为PH3+4CuSO4+4H2O=4Cu+H3PO4+4H2SO4;
②膦(PH3)能和水发生微弱的化学反应,其水溶液呈弱碱性,该反应可用离子方程式表示为PH3+H2O=PH4++OH-.
(2)生活污水中含大量细小的悬浮物,可加某些物质使之聚集成较大的颗粒而沉淀.请你举一种常见的能使生活污水中悬浮物聚沉的物质,其化学式为KAl(SO4)2.12H2O.
(3)用CH4催化还原NOX可以消除氮氧化物的污染.例如
CH4(g)+4NO2(g) 4NO(g)+CO2 (g)+2H2O(g)△H1=-574kJ•mol-1
CH4(g)+4NO(g)2N2(g)+CO2(g)+2H2O(g)△H2
若1mol CH4还原NO2至N2,整个过程中放出的热量为867kJ,则△H2=-1160kJ/mol.

分析 (1)①PH3作还原剂,在反应中失电子生成H3PO4,则CuSO4在反应中得电子生成Cu,根据反应物和生成物写出反应方程式;
②根据氨气溶于水呈碱性的原因分析PH3 和水反应溶液呈碱性的原因;
(2)明矾溶于水后水解生成的氢氧化铝具有吸附性,能净水;
(3)CH4(g)+4NO2(g)=4NO(g)+CO2 (g)+2H2O(g)△H1=-574kJ•mol-1①
CH4(g)+4NO(g)=2N2(g)+CO2(g)+2H2O(g)△H2 ②,
将方程式①+②得2CH4(g)+4NO2(g)=2N2(g)+2CO2(g)+4H2O,△H=△H1+△H2根据甲烷和反应热之间的关系式计算△H2 .

解答 解:(1)①PH3作还原剂,在反应中失电子生成H3PO4,则CuSO4在反应中得电子生成Cu,所以该反应的方程式为PH3+4CuSO4+4H2O=4Cu+H3PO4+4H2SO4,
故答案为:PH3+4CuSO4+4H2O=4Cu+H3PO4+4H2SO4;
②PH3 和水电离出的氢离子反应,导致氢氧根离子浓度大于氢离子浓度,溶液呈碱性,离子方程式为:PH3+H2O=PH4++OH-,
故答案为:PH3+H2O=PH4++OH-;
(2)明矾溶于水后水解生成氢氧化铝胶体,氢氧化铝胶体具有吸附性,所以能净水,明矾的化学式为:KAl(SO4)2.12H2O,
故答案为:KAl(SO4)2.12H2O;
(3)CH4(g)+4NO2(g)=4NO(g)+CO2 (g)+2H2O(g)△H1=-574kJ•mol-1①
CH4(g)+4NO(g)=2N2(g)+CO2(g)+2H2O(g)△H2 ②,
将方程式①+②得2CH4(g)+4NO2(g)=2N2(g)+2CO2(g)+4H2O,△H=△H1+△H2
设②中1mol甲烷完全反应放出的热量为x,
2CH4(g)+4NO2(g)=2N2(g)+2CO2(g)+4H2O,△H=△H1+△H2
2mol                                          574kJ+x
1mol                                           867kJ 
x=$\frac{867KJ×2mol}{1mol}$=1160kJ,
所以△H2=-1160kJ/mol,
故答案为:-1160kJ/mol.

点评 本题涉及反应热的计算、氧化还原反应等知识点,反应热的有关计算中注意盖斯定律的灵活运用,难度不大.

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