Question

【題目】Ⅰ.工業(yè)合成氨與制備硝酸一般可連續(xù)生產(chǎn)，回答下列問題：

（1）工業(yè)生產(chǎn)時(shí)，制取氫氣的一個(gè)反應(yīng)為：CO+H2O(g)CO2+H2。T℃時(shí)，往1L密閉容器中充入0.2mol CO和0.3mol水蒸氣。反應(yīng)建立平衡后，體系中c(H2)=0.12mol·L－1。該溫度下此反應(yīng)的平衡常數(shù)K=_______（填計(jì)算結(jié)果）。

（2）硝酸廠的尾氣直接排放將污染空氣，目前科學(xué)家探索利用燃料氣體中的甲烷等將氮氧化物還原為氮?dú)夂退�，其反�?yīng)機(jī)理為：

CH4(g)+4NO2(g)＝4NO(g)+CO2(g)+2H2O(g) ΔH=－574kJ·mol－1

CH4(g)+4NO(g)＝2N2(g)+CO2(g)+2H2O(g) ΔH=－1160kJ·mol－1

則甲烷直接將NO2還原為N2的熱化學(xué)方程式為：________________________________ 。

（3）氨氣在純氧中燃燒，生成一種單質(zhì)和水�？茖W(xué)家利用此原理，設(shè)計(jì)成氨氣-氧氣燃料電池，則通入氨氣的電極在堿性條件下發(fā)生反應(yīng)的電極反應(yīng)式為____________________。

Ⅱ.甲醇是一種重要的有機(jī)化工原料，可用于制取甲醚。一定溫度下，在三個(gè)體積為1.0L的恒容密閉容器中發(fā)生反應(yīng)：2CH3OH（g）CH3OCH3（g）+ H2O（g）。

容器 編號(hào)	溫度(℃)	起始物質(zhì)的量（mol）	平衡物質(zhì)的量（mol）
		CH3OH（g）	CH3OCH3（g）	H2O（g）
I	387	0.20	0.080	0.080
II	387	0.40	a	b
III	207	0.20	0.090	0.090

(4) 容器I中的反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí)所需的時(shí)間_______(填“大于”“小于”或等于)容器II中的。

(5) a=_____

(6) 下列說法中能說明該反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)的是__________。（填字母)

A. 容器中壓強(qiáng)不變 B. 混合氣體中c(CH3OCH3) 不變

C. 混合氣體的密度不變 D. 單位時(shí)間內(nèi)生成1 mol CH3OCH3 同時(shí)消耗2molCH3OH

(7)已知下面兩個(gè)反應(yīng)(m、n均大于0)：

反應(yīng)①：CO(g)+2H2(g) CH3OH(g)　　 ΔH=－m kJ·mol-1

反應(yīng)②：2CO(g)+4H2(g) CH3OCH3(g)+H2O(g)　 ΔH= －n kJ·mol-1　　

則下列m與n的關(guān)系中，正確的是__________（填字母)。

A. n﹥2m　　　 B. m﹥2 n　　 C. 2m﹥n 　　 D. m﹥3n

Answer 1

【答案】1CH4(g)+2NO2(g)＝CO2(g)+2H2O(g) +N2(g)△H=－867kJ·mol－1大于0.160BDA

【解析】

（1）利用三段式計(jì)算:

CO + H2O（g） CO2 + H2，

初始濃度（mol/L）：0.2 0.3 0 0

變化濃度（mol/L）：0.12 0.12 0.12 0.12

平衡濃度（mol/L）：0.08 0.18 0.12 0.12

化學(xué)平衡常數(shù)K= = =1，故答案為：1；

（2）將已知條件中的兩個(gè)熱化學(xué)方程式分別標(biāo)號(hào)為①和②，

①CH4（g）+4NO2（g）=4NO（g）+CO2（g）+2H2O（g）H=-574kJmol-1

②CH4（g）+4NO（g）=2N2（g）+CO2（g）+2H2O（g）H=-1160kJmol-1

根據(jù)蓋斯定律（①+②）× 得：CH4（g）+2NO2（g）=CO2（g）+2H2O （g）+N2（g）H = 867 kJmol-1。故答案為：CH4（g）+2NO2（g）=CO2（g）+2H2O （g）+N2（g）H = 867 kJmol-1

（3）在燃料電池中，燃料做負(fù)極，則通入氨氣的電極是負(fù)極，在堿性條件下OH-參與電極反應(yīng)，所以該電極發(fā)生反應(yīng)的電極反應(yīng)式為2NH36e-+6OH-=N2+6H2O，故答案為：2NH36e-+6OH-=N2+6H2O