Question

3．完成下列各題：
（1）已知下列反應(yīng)的熱化學(xué)方程式：
①6C （s）+5H₂（g）+3N₂（g）+9O₂（g）=2C₃H₅（ONO₂）₃（l）△H₁；
②2H₂（g）+O₂ （g）=2H₂O（g）△H₂；
③C（s）+O₂（g）═CO₂（g）△H₃．
則反應(yīng)4C₃H₅（ONO₂）₃（l）=12CO₂（g）+10H₂O（g）+O₂（g）+6N₂（g）的△H為12△H₃+5△H₂-2△H₁．
（2）向體積為10L的恒容密閉容器中通入3mol X，在一定溫度下發(fā)生如下反應(yīng)：2X（g）?Y（g）+az（g），經(jīng)5min后反應(yīng)達(dá)到反應(yīng)限度（即達(dá)到平衡狀態(tài)）．
①平衡時(shí)，測(cè)得容器內(nèi)的壓強(qiáng)為起始時(shí)的1.2倍，此時(shí)X的物質(zhì)的量濃度為0.24mol•L^-1，則方程式中a=3；用Y表示的反應(yīng)速率為0.006mol•L^-1•min^-1．
②若上述反應(yīng)在甲、乙、丙、丁四個(gè)同樣的密閉容器中進(jìn)行，在同一時(shí)間內(nèi)測(cè)得容器內(nèi)的反應(yīng)速率如表所示：

容器	反應(yīng)速率	容器	反應(yīng)速率
甲	v（X）=3.5mol•L-1•min-1	乙	v（Y）=2 mol•L-1•min-1
丙	v（Z）=4.5mol•L-1•min-1	丁	v（X）=0.075mol•L-1•s-1

若四個(gè)容器中僅反應(yīng)溫度不同，則反應(yīng)溫度最低的是丙（填序號(hào)）
（3）高鐵酸鹽在能源環(huán)保領(lǐng)域有廣泛用途．用鎳（Ni）、鐵作電極電解濃NaOH溶液制備高鐵酸鹽Na₂FeO₄的裝置如圖所示．
①則陽(yáng)極的電極反應(yīng)式為：Fe-6e^-+8OH^-=FeO₄^2-+4H₂O；
②若隔膜為陰離子交換膜，則OH^-自左向右移動(dòng)（填左、右）：
③假設(shè)電解前后體積變化忽略不計(jì)，撤去隔膜混合后，與原溶液比較pH降低（升高、降低或不變）

Answer 1

分析 （1）根據(jù)蓋斯定律，利用方程式的加減得出C₃H₅（ONO₂）₃分解成CO₂、N₂、H₂O、O₂的化學(xué)方程式，其反應(yīng)熱也要相應(yīng)的加減，從而得出其熱化學(xué)反應(yīng)方程式；
（2）①氣體壓強(qiáng)之比等于物質(zhì)的量之比，結(jié)合化學(xué)平衡三段式列式計(jì)算Y的生成量，依據(jù)化學(xué)反應(yīng)速率概念計(jì)算得到的；
②依據(jù)化學(xué)反應(yīng)速率之比等于化學(xué)方程式中計(jì)量數(shù)之比，把四種情況下的反應(yīng)速率化為一種物質(zhì)表示的反應(yīng)速率減小比較，溫度越高反應(yīng)速率越大；
（3）依據(jù)裝置圖分析可知鐵與電源正極相連做電解池陽(yáng)極，堿性溶液不能生成氫離子；陰離子交換膜只允許陰離子通過(guò)；陰離子移向陽(yáng)極；陽(yáng)極區(qū)域，鐵失電子消耗氫氧根離子，溶液pH減小，陰極區(qū)氫離子得到電子生成氫氣，溶液中氫氧根離子濃度增大，溶液pH增大；依據(jù)電子守恒分析生成氫氧根離子和消耗氫氧根離子相對(duì)大小分析溶液酸堿性．

解答 解：（1）已知：
①6C（s）+5H₂（g）+3N₂（g）+9O₂（g）═2C₃H₅（ONO₂）₃（l）△H₁
②2H₂（g）+O₂（g）═2H₂O（g）△H₂
③C（s）+O₂（g）═CO₂（g）△H₃
由蓋斯定律：5×②+12×③-2×①得：4C₃H₅（ONO₂）₃（l）═12CO₂（g）+10H₂O（g）+O₂（g）+6N₂（g）△H=12△H₃+5△H₂-2△H₁；
故答案為：12△H₃+5△H₂-2△H₁；
（2）①設(shè)X物質(zhì)的量的變化量是x，則
             2X（g）?Y（g）+az（g），
初始物質(zhì)的量：3       0       0
變化物質(zhì)的量：x      0.5x    0.5ax
平衡物質(zhì)的量：3-x    0.5x     0.5ax
 經(jīng)5min后達(dá)平衡，此時(shí)容器內(nèi)壓強(qiáng)為起始時(shí)的1.2倍，即$\frac{3}{3-x+0.5x+0.5ax}$=$\frac{1}{1.2}$，此時(shí)X的物質(zhì)的量濃度為0.24mol•L^-1，所以$\frac{3-x}{10}=0.24$，解得x=0.6mol，a=3，所以Y的物質(zhì)的量變化量是=0.6×0.5=0.3mol，表示的化學(xué)反應(yīng)速率為：$\frac{\frac{0.3mol}{10L}}{5min}$=0.006mol/（L•min）；
故答案為：3；0.006；
②將四個(gè)反應(yīng)速率甲：ν（X）=3.5mol（L•min）；乙：ν（Y）=2mol（L•min）；丙：ν（Z）=4.5mol（L•min）；�。害停╔）=0.075mol（L•s），都統(tǒng)一到用X表示的反應(yīng)速率值分別為甲：ν（X）=3.5mol（L•min）；乙：ν（X）=4mol（L•min）；丙：ν（X）=3mol（L•min）；丁：ν（X）=4.5mol（L•min），所以化學(xué)反應(yīng)速率是丁＞乙＞甲＞丙，溫度越高，化學(xué)反應(yīng)速率越快，所以溫度大小關(guān)系是：�。疽遥炯祝颈�；
故答案為：丙；
（3）①依據(jù)裝置圖分析可知鐵與電源正極相連做電解池陽(yáng)極，堿性溶液不能生成氫離子，電極反應(yīng)為Fe-6e^-+8OH^-═FeO₄^2-+4H₂O，故答案為：Fe-6e^-+8OH^-=FeO₄^2-+4H₂O；
②陰離子交換膜只允許陰離子通過(guò)；陰離子移向陽(yáng)極，應(yīng)從左向右移動(dòng)，故答案為：左，右；
③陽(yáng)極區(qū)域，鐵失電子消耗氫氧根離子，溶液PH減小，陰極區(qū)氫離子得到電子生成氫氣，溶液中氫氧根離子濃度增大，溶液PH增大；生成氫氧根離子物質(zhì)的量消耗，在陽(yáng)極電極反應(yīng)Fe-6e^-+8OH^-═FeO₄^2-+4H₂O，陰極氫氧根離子增大，電極反應(yīng)2H⁺+2e^-=H₂↑，依據(jù)電子守恒分析，氫氧根離子消耗的多，生成的少，所以溶液pH降低，
故答案為：降低．

點(diǎn)評(píng) 本題考查學(xué)生化學(xué)平衡的計(jì)算以及電解原理，正確判斷陰陽(yáng)極及發(fā)生的反應(yīng)是解本題關(guān)鍵，屬于綜合知識(shí)的考查，綜合性強(qiáng)，難度大．