Question

4．碳、氮的化合物在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中應(yīng)用廣泛．
（1）在一定條件下，聯(lián)氨（N₂H₄）與H₂O₂反應(yīng)生成N₂和H₂O．反應(yīng)過(guò)程中的能量變化如圖所示．該反應(yīng)屬于放熱反應(yīng)．（填寫(xiě)“吸熱反應(yīng)”或“放熱反應(yīng)”）．
甲胺（CH₃NH₂）在水溶液中發(fā)生反應(yīng)：CH₃NH₂+H₂O?CH₃NH₂．H₂O?CH₃CH₃⁺+OH^-，
CH₃NH₃Cl溶液中離子濃度的大小順序?yàn)閏（Cl^-）＞c（CH₃NH₃⁺）＞c（H⁺）＞c（OH^-）．
（2）工業(yè)上可采用CO與H₂合成甲醇，反應(yīng)方程式為：CO（g）+2H₂（g）?CH₃OH（g）△H＜0
T₁℃時(shí)，在容積為2L的兩個(gè)密閉容器中充入CO、H₂進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，反應(yīng)過(guò)程中部分?jǐn)?shù)據(jù)如下表所示：

序號(hào)	實(shí)驗(yàn)條件	反應(yīng)時(shí)間	CO（g）/mol	H2（g）/mol	CH3OH（g）/mol
實(shí)驗(yàn)Ⅰ	恒溫恒容	0min	2	4	0
		10min		2.8
		20min	1
實(shí)驗(yàn)Ⅱ	絕熱恒容	0min	2	4	0

①實(shí)驗(yàn)I前10min內(nèi)的平均反應(yīng)速率v（H₂）=0.06mol•L^-1•min^-1．
②對(duì)于實(shí)驗(yàn)I，20min時(shí)反應(yīng)達(dá)平衡，其它條件不變，若向容器中再充入0.1molCO（g）和0.2mol CH₃OH（g），則平衡逆向移動(dòng)（填“正向”、“逆向”或“不”）；若將溫度變?yōu)門(mén)₂℃，再次達(dá)到平衡時(shí)CH₃OH的物質(zhì)的量為1.2mol，則CO的轉(zhuǎn)化率為60%．
③實(shí)驗(yàn)I、Ⅱ均達(dá)到平衡時(shí)，平衡常數(shù)K_I＞K_Ⅱ（填“＞”、“＜”或“=”）．
（3）T℃時(shí)，將碳酸鋇加入Na₂SO₄溶液中，沉淀發(fā)生轉(zhuǎn)化，寫(xiě)出反應(yīng)的離子方程式BaCO₃（s）+SO₄^2-（aq）=BaSO₄（s）+CO₃^2-（aq）．反應(yīng)后過(guò)濾，所得濾液呈堿性（填寫(xiě)“堿性”、“酸性”或“中性”）．

Answer 1

分析 （1）由圖可知，反應(yīng)物總能量大于生成物總能量，反應(yīng)為放熱反應(yīng)；
CH₃NH₃Cl完全電離得到CH₃NH₃⁺、Cl^-，溶液中CH₃NH₃⁺離子水解，溶液呈酸性；
（2）①根據(jù)v=$\frac{△c}{△t}$計(jì)算v（H₂）；
②根據(jù)濃度商Qc與平衡常數(shù)相對(duì)大小判斷平衡移動(dòng)方向；
根據(jù)平衡時(shí)甲醇的物質(zhì)的量變化計(jì)算參加反應(yīng)CO的物質(zhì)的量，進(jìn)而計(jì)算CO轉(zhuǎn)化率；
③實(shí)驗(yàn)I為恒溫條件，實(shí)驗(yàn)Ⅱ?yàn)榻^熱條件，正反應(yīng)為放熱反應(yīng)，隨反應(yīng)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)Ⅱ中溫度升高，升高溫度，平衡向逆反應(yīng)移動(dòng)；
（3）碳酸鋇與硫酸鈉反應(yīng)轉(zhuǎn)化為硫酸鋇沉淀，同時(shí)生成碳酸鈉；濾液中含有碳酸鈉，碳酸根水解，溶液呈堿性．

解答 解：（1）由圖可知，反應(yīng)物總能量大于生成物總能量，反應(yīng)為放熱反應(yīng)；
CH₃NH₃Cl完全電離得到CH₃NH₃⁺、Cl^-，溶液中CH₃NH₃⁺離子水解，溶液呈酸性，溶液中離子濃度大小為：c（Cl^-）＞c（CH₃NH₃⁺）＞c（H⁺）＞c（OH^-），
故答案為：放熱反應(yīng)；c（Cl^-）＞c（CH₃NH₃⁺）＞c（H⁺）＞c（OH^-）；
（2）①實(shí)驗(yàn)I前10min內(nèi)的平均反應(yīng)速率v（H₂）=$\frac{\frac{4mol-2.8mol}{2L}}{10min}$=0.06mol•L^-1•min^-1，
故答案為：0.06；
②對(duì)于實(shí)驗(yàn)I，20min時(shí)反應(yīng)達(dá)平衡，其它條件不變，若向容器中再充入0.1molCO（g）和0.2mol CH₃OH（g），由表達(dá)式$\frac{c（C{H}_{3}OH）}{c（CO）×{c}^{2}（{H}_{2}）}$可知，濃度商Qc＞平衡常數(shù)，故平衡向逆反應(yīng)反應(yīng)方向移動(dòng)；
若將溫度變?yōu)門(mén)₂℃，再次達(dá)到平衡時(shí)CH₃OH的物質(zhì)的量為1.2mol，由方程式可知參加反應(yīng)CO的物質(zhì)的量為1.2mol，故CO轉(zhuǎn)化率為$\frac{1.2mol}{2mol}$×100%=60%，
故答案為：逆向；60%；
③實(shí)驗(yàn)I為恒溫條件，實(shí)驗(yàn)Ⅱ?yàn)榻^熱條件，正反應(yīng)為放熱反應(yīng)，隨反應(yīng)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)Ⅱ中溫度升高，升高溫度，平衡向逆反應(yīng)移動(dòng)，故平衡常數(shù)平衡常數(shù)K_I＞K_Ⅱ，
故答案為：＞；
（3）碳酸鋇與硫酸鈉反應(yīng)轉(zhuǎn)化為硫酸鋇沉淀，同時(shí)生成碳酸鈉，反應(yīng)離子方程式為：BaCO₃（s）+SO₄^2-（aq）=BaSO₄（s）+CO₃^2-（aq），濾液中含有碳酸鈉，碳酸根水解，溶液呈堿性，
故答案為：BaCO₃（s）+SO₄^2-（aq）=BaSO₄（s）+CO₃^2-（aq）；堿性．

點(diǎn)評(píng) 本題比較綜合，涉及吸熱反應(yīng)與放熱反應(yīng)、離子濃度大小比較、反應(yīng)速率計(jì)算、化學(xué)平衡應(yīng)用、化學(xué)平衡計(jì)算、難溶電解質(zhì)溶解平衡等，屬于拼合型題目，難度中等．