Question

3．工業(yè)產生的廢氣CO_X、NO_X、SO_X 對環(huán)境有害，若能合理的利用吸收，可以減少污染，變廢為寶．
（1）有一種用CO₂生產甲醇燃料的方法：CO₂+3H₂?CH₃OH+H₂O
已知：CO₂（g）+3H₂（g）═CH₃OH（g）+H₂O（l）△H=-akJ•mol^-1；
2H₂（g）+O₂（g）═2H₂O（l）△H=-b kJ•mol^-1；
CH₃OH（g）═CH₃OH（l）△H=-c kJ•mol^-1；
則表示CH₃OH（l）燃燒熱的熱化學方程式為：CH₃OH（l）+$\frac{3}{2}$O₂（g）=CO₂（g）+2H₂O（l）△H=-（$\frac{3}{2}$b+2c-a-d）kJ•mol^-1．
（2）光氣（COCl₂）是一種重要的化工原料，用于農藥、醫(yī)藥、聚酯類材料的生產，工業(yè)上通過Cl₂（g）+CO（g）?COCl₂（g）制備．圖1為此反應的反應速率隨溫度變化的曲線，圖2為某次模擬實驗研究過程中容器內各物質的濃度隨時間變化的曲線．回答下列問題：

①0～6min內，反應的平均速率v（Cl₂）=0.15mol•L^-1•min^-1；
②10min改變的條件是升高溫度，該反應平衡常數(shù)變化的趨勢是減�。ㄌ睢霸龃蟆�、“減小”或“不變”）．
（3）利用氨水可以將SO₂和NO₂吸收，原理如圖3所示：NO₂被吸收的離子方程式是2NO₂+4HSO₃^-═N₂+4SO₄^2-+4H⁺．
（4）用粗硅作原料，熔融鹽電解法制取硅烷原理如圖4，判斷B為電源的正極，電解時陽極的電極反應式為Si+4H^--4e^-═SiH₄↑．

Answer 1

分析 （1）①CO₂（g）+3H₂（g）?CH₃OH（g）+H₂O（g）△H=-a kJ•mol^-1；
②2H₂（g）+O₂（g）═2H₂O（g）△H=-b kJ•mol^-1；
③H₂O（g）═H₂O（l）△H=-c kJ•mol^-1；
④CH₃OH（g）═CH₃OH（l）△H=-d kJ•mol^-1，
由蓋斯定律可知，②×$\frac{3}{2}$+③×2-①-④得到CH₃OH（l）+$\frac{3}{2}$O₂（g）=CO₂（g）+2H₂O（l）；
（2）①由圖可知，△c（Cl₂）=1.2mol/L-0.3mol/L，結合v=$\frac{△c}{△t}$計算；
②由圖可知，第10 min時平衡逆向移動，據(jù)影響平衡移動的因素分析，升溫平衡向逆反應方向移動，平衡常數(shù)減�。�
（3）二氧化氮具有強的氧化性，能夠氧化亞硫酸氫根離子生成硫酸根離子，二氧化氮被還原為氮氣；
（4）電解池中的陽極上發(fā)生失電子的氧化反應，單質硅失電子后和H^-結合生成SiH₄；

解答 解：（1）①CO₂（g）+3H₂（g）?CH₃OH（g）+H₂O（g）△H=-a kJ•mol^-1；
②2H₂（g）+O₂（g）═2H₂O（g）△H=-b kJ•mol^-1；
③H₂O（g）═H₂O（l）△H=-c kJ•mol^-1；
④CH₃OH（g）═CH₃OH（l）△H=-d kJ•mol^-1，
由蓋斯定律可知，②×$\frac{3}{2}$+③×2-①-④得到CH₃OH（l）+$\frac{3}{2}$O₂（g）=CO₂（g）+2H₂O（l）△H=-（$\frac{3}{2}$b+2c-a-d）kJ•mol^-1，
則CH₃OH（l）燃燒熱的熱化學方程式為CH₃OH（l）+$\frac{3}{2}$O₂（g）=CO₂（g）+2H₂O（l）△H=-（$\frac{3}{2}$b+2c-a-d）kJ•mol^-1，
故答案為：CH₃OH（l）+$\frac{3}{2}$O₂（g）=CO₂（g）+2H₂O（l）△H=-（$\frac{3}{2}$b+2c-a-d）kJ•mol^-1；
（2）①由圖可知，6min時Cl₂的平衡濃度為0.3mol/L，濃度變化為1.2mol/L-0.3mol/L=0.9mol/L，則v（Cl₂）=$\frac{0.9mol/L}{6min}$=0.15 mol•L^-1•min ^-1，
故答案為：0.15 mol•L^-1•min^-1 ；
②影響平衡移動的因素有溫度、濃度和壓強，該反應是放熱反應，由圖可知，第10 min時平衡逆向移動，只能是升溫，由圖1可知，升溫平衡向逆反應方向移動，正反應為放熱反應，所以溫度高，平衡常數(shù)減小，
故答案為：升高溫度；減��；
（3）二氧化氮具有強的氧化性，能夠氧化亞硫酸氫根離子生成硫酸根離子，二氧化氮被還原為氮氣，離子方程式：2NO₂+4HSO₃^-=N₂+4SO₄^2-+4H⁺；  
故答案為：2NO₂+4HSO₃^-═N₂+4SO₄^2-+4H⁺；
（4）從圖示知，粗硅變化為SiH₄，失電子發(fā)生氧化反應，B為電源的正極，H^-移向陽極生成SiH₄，電極反應式為Si+4H^--4e^-=SiH₄↑，
故答案為：正； Si+4H^--4e^-═SiH₄↑；

點評 本題考查硅及其化合物的性質，讀懂圖象、理順平衡常數(shù)與轉化率間的關系、注意電化學電極反應式的書寫是解題的關鍵，題目難度中等．