Question

A、B、C、D、E、W均為短周期元素，原子序數(shù)依次增大．回答下列問題：
（1）E單質(zhì)為雙原子分子，氣體E的密度3.17g．L^-1（標(biāo)準(zhǔn)狀況），寫出用石灰水吸收E反應(yīng)的離子方程式：

Cl₂+2OH^-=Cl^-+ClO^-+2H₂O

（2）由A、B、D元素原子組成的化合物CH₄和H₂O在一定條件下發(fā)生反應(yīng)：CH₄（g）+H₂O（g）CO（g）+3H₂（g）．將1.0mol CH₄和2.0mol H₂O（g）通入反應(yīng)室（容積為100L），達(dá)到平衡時，CH₄的轉(zhuǎn)化率與溫度、壓強的關(guān)系如圖．
①已知100℃時達(dá)到平衡所需的時間為5min，則用H₂表示的平均反應(yīng)速率為

0.0030mol?L^-1?min^-1

．
②圖中的P₁

＜

P₂（填“＜”、“＞”或“=”），100℃時平衡常數(shù)為

2.25×10^-4

．
③在其它條件不變的情況下降低溫度，逆反應(yīng)速率將

減小

（填“增大”、“減小”或“不變”）．
（3）由A、C、D元素原子組成的化合物N₂H₄和H₂O₂有廣泛的用途．
①N₂H₄（肼）一空氣燃料電池是一種堿性燃料電池，電解質(zhì)溶液是20%～30%的氫氧化鉀溶液．電池放電時，負(fù)極的電極反應(yīng)式為

N₂H₄+4OH^-=N₂↑+4H₂O+4e^-

．
②已知：16g液態(tài)N₂H₄（肼）與足量過氧化氫反應(yīng)生成氮氣和水蒸氣，放出320.75KJ的熱量．　
H₂O（1）=H₂O（g）△H=+44kJ?mol^-1
2H₂O₂（1）=2H₂O（1）+O₂（g）△H=-196.4kJ?mol^-1
寫出N₂H₄（肼）與氧氣反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為

N₂H₄（1）+O₂（g）=N₂（g）+2H₂O（1）△H=-621.1kJ?mol^-1
或N₂H₄（1）+O₂（g）=N₂+2H₂O（g）△H=-533.1kJ?mol^-1

．

Answer 1

分析：（1）根據(jù)M=ρVm來計算分子的相對分子質(zhì)量；
（2）①用H₂表示的平均反應(yīng)速率可以根據(jù)甲烷的反應(yīng)速率來求算，根據(jù)v=

△c

△t

來計算甲烷的反應(yīng)速率；
②根據(jù)壓強對化學(xué)平衡移動的影響來回答；
③根據(jù)溫度對化學(xué)反應(yīng)速率的影響來回答；
（3）①在燃料電池中，負(fù)極發(fā)生失電子的氧化反應(yīng)；
②根據(jù)蓋斯定律來計算化學(xué)反應(yīng)的焓變．

解答：解：（1）E單質(zhì)的相對分子質(zhì)量M=ρVm=3.17g．L^-1×22.4L/mol=71g/mol，所以為氯氣，用石灰水吸收氯氣反應(yīng)的離子方程式味：Cl₂+2OH^-=Cl^-+ClO^-+2H₂O，
故答案為：Cl₂+2OH^-=Cl^-+ClO^-+2H₂O；
（2）①根據(jù)圖象數(shù)據(jù)，用甲烷表示的平均反應(yīng)速率v=

△c

△t

=

0.01mol/L×0.5

5min

=0.001mol/（L?min），氫氣的反應(yīng)速率是甲烷化學(xué)反應(yīng)速率的3倍，故用H₂表示的平均反應(yīng)速率為0.0030mol?L^-1?min^-1，故答案為：0.0030mol?L^-1?min^-1；
②根據(jù)化學(xué)方程式可以得出，增大壓強，化學(xué)平衡逆向移動，甲烷的轉(zhuǎn)化率減小，可以去200℃來分析，發(fā)現(xiàn)甲烷的轉(zhuǎn)化率是p₁時大于p₂時的，所以P₁＜P₂，
                CH₄（g）+H₂O（g）=CO（g）+3H₂（g）
初始濃度：0.01     0.02     0       0 
變化濃度：0.005     0.005    0.005    0.015
平衡濃度：0.005     0.015     0.005    0.015
100℃時平衡常數(shù)=

0.005×0.0153

0.005×0.015

=2.25×10^-4 （mol/L）²，故答案為：＜；2.25×10^-4；
 ③溫度降低，化學(xué)反應(yīng)速率減小，故答案為：減�。�
（3）①在燃料電池中，負(fù)極發(fā)生失電子的氧化反應(yīng)，即N₂H₄+4OH^-→N₂↑+4H₂O+4e^-，故答案為：N₂H₄+4OH^-=N₂↑+4H₂O+4e^-；
②根據(jù)題意已知反應(yīng)a、N₂H₄（1）+2H₂O₂（1）=4H₂O（1）+N₂（g）△H=-641.5kJ?mol^-1；
b、H₂O（1）=H₂O（g）△H=+44kJ?mol^-1；
c、2H₂O₂（1）=2H₂O（1）+O₂（g）△H=-196.4kJ?mol^-1；
根據(jù)蓋斯定律得，反應(yīng)：N₂H₄（1）+O₂（g）=N₂（g）+2H₂O（1）等于a-c+2b，所以N₂H₄（1）+O₂（g）=N₂（g）+2H₂O（1）△H=-621.1kJ?mol^-1或N₂H₄（1）+O₂（g）=N₂+2H₂O（g）△H=-533.1kJ?mol^-1，故答案為：N₂H₄（1）+O₂（g）=N₂（g）+2H₂O（1）△H=-621.1kJ?mol^-1或N₂H₄（1）+O₂（g）=N₂+2H₂O（g）△H=-533.1kJ?mol^-1．

點評：本題考查學(xué)生化學(xué)反應(yīng)速率、化學(xué)平衡移動以及蓋斯定律的應(yīng)用等方面知識．綜合性強，難度大．