Question

（1）已知：O2 (g)= O2＋ (g)+e－ △H1= +1175.7 kJ·mol－1

PtF6(g)+ e－= PtF6－(g)???? △H2= - 771.1 kJ·mol－1

O2+PtF6－(s)=O2+(g)+PtF6－ (g)?? △H3=+482.2 kJ·mol－1

則反應(yīng)：O2（g）+ PtF6 (g) = O2+PtF6(s)的△H=_____ kJ·mol-1。

如圖為合成氨反應(yīng)在使用相同的催化劑，不同溫度和壓強(qiáng)條件下進(jìn)行反 應(yīng)，初始時N2和H2的體積比為1:3時的平衡混合物中氨的體積分?jǐn)?shù)：

① 在一定的溫度下，向體積不變的密閉容器中充入氮氣和氫氣發(fā)生上述反應(yīng)，下列能說明反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)的是??????? 。

a．體系的壓強(qiáng)保持不變?? ???? b．混合氣體的密度保持不變

c．N2和H2的體積比為1:3????? d．混合氣體的平均摩爾質(zhì)量不變

②分別用vA（NH3）和vB（NH3）表示從反應(yīng)開始到平衡狀態(tài)A、B時的反應(yīng)速率，則vA（NH3）??? vB（NH3）（填“>”、“<”或“=”），該反應(yīng)的的平衡常數(shù)kA ??? kB（填“>”、“<”或“=”），在250 ℃、1.0×104kPa下達(dá)到平衡，H2的轉(zhuǎn)化率為????? %（計算結(jié)果保留小數(shù)點后一位）；

（3）25℃時，將a mol NH4NO3溶于水，溶液呈酸性，原因???????????????????????? ?????????? （用離子方程式表示）。向該溶液中加入bL氨水后溶液呈中性，則所加氨水的濃度為?????????? mol/L（用含a、b的代數(shù)式表示，NH3·H2O的電離平衡常數(shù)為Kb=2×10-5）

（4）如圖所示，裝置Ⅰ為甲烷燃料電池（電解質(zhì)溶液為KOH溶液），通過裝置Ⅱ實現(xiàn)鐵棒上鍍銅。電鍍一段時間后，裝置Ⅰ中溶液的pH ???? （填“變大”、“變小”或“不變”），a極電極反應(yīng)方程式為????????????????? ；若電鍍結(jié)束后，發(fā)現(xiàn)裝置Ⅱ中陰極質(zhì)量變化了25.6g（溶液中硫酸銅有剩余），則裝置Ⅰ中理論上消耗甲烷????? L（標(biāo)準(zhǔn)狀況下）。

 

 

Answer 1

【答案】

（1）-77.6 （2分）

（2）① a d （1分） ② < （1分） > （1分）? 66.7 （2分）?

（3）NH4++H2ONH3·H2O+H+?? （1分）???? a/200b （2分）

（4）變小（1分）? CH4-8e-+10OH-= CO32-+7H2O （2分）；2.24 （2分）

【解析】

試題分析：（1）①O2 (g)= O2＋ (g)+e－ △H1= +1175.7 kJ·mol－1

②PtF6(g)+ e－= PtF6－(g)???? △H2= - 771.1 kJ·mol－1

③O2+PtF6－(s)=O2+(g)+PtF6－ (g)?? △H3=+482.2 kJ·mol－1

①+②-③得到反應(yīng)：O2（g）+ PtF6 (g) = O2+PtF6(s)的△H=-77.6 kJ·mol-1。

（2）① 該反應(yīng)是一個反應(yīng)前后氣體體積改變的化學(xué)反應(yīng)，當(dāng)反應(yīng)混合物中各組成成分的百分含量保持不變時，反應(yīng)容器中氣體的壓強(qiáng)也不再發(fā)生變化，故a 正確。

該反應(yīng)是一個反應(yīng)前后氣體的質(zhì)量不變的化學(xué)反應(yīng)，體積不變的密閉容器意味容器的體積不變，導(dǎo)致混合氣體的密度是一個恒量，不能說明該反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)，故b錯誤。

N2和H2的體積比為1:3，不能說明該反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)，故c錯誤。

化學(xué)方程式的前后計量數(shù)大小不同，混合氣體的平均相對分子質(zhì)量不變說明混合物中各組成成分的百分含量不變，能說明到達(dá)平衡狀態(tài)，故d正確；

② 溫度越大，壓強(qiáng)越大，反應(yīng)速率越大，由圖可知，B對應(yīng)的溫度、壓強(qiáng)大，則反應(yīng)速率大，故答案為：＜；

化學(xué)平衡常數(shù)只與溫度有關(guān)，合成氨反應(yīng)是放熱反應(yīng)，A→B溫度升高，平衡逆向移動，則化學(xué)平衡常數(shù)K變小，故答案為：>；

250℃、1.0×104kPa下，氨氣的體積分?jǐn)?shù)為50%，則

?????? N2+3H2=2NH3

開始??? 1?? 3??? 0

轉(zhuǎn)化??? x??? 3x? 2x

平衡? 1-x?? 3-3x? 2x

所以 =50%，解得x= ，則氫氣的轉(zhuǎn)化率為 ×100%=66.7%，故答案為：66.7；

（3）根據(jù)鹽類水解的規(guī)律，無弱不水解，有弱才水解，越弱越水解，誰強(qiáng)顯誰性，NH4NO3為強(qiáng)酸弱堿鹽，水解呈酸性，NH4++H2ONH3·H2O+H+? ；根據(jù)一水合氨電離平衡得到：NH3·H2ONH4＋+OH－，平衡常數(shù)K== =2×10-5 mol·L-1，計算得到c（NH3·H2O）= mol·L－1；

（4）實現(xiàn)鐵上鍍銅，Cu為陽極，則b為正極，通入的氣體O2，a為負(fù)極，甲烷失去電子，生成的CO2會和氫氧化鈉反應(yīng)，所以裝置Ⅰ中溶液的pH變小，a極電極反應(yīng)方程式為電極反應(yīng)為CH4-8e－+10OH－=CO32－+7H2O；陰極電極反應(yīng)為Cu2＋+2e－=Cu，質(zhì)量增加25.6g為銅物質(zhì)的量為0.4mol，轉(zhuǎn)移電子為0.8mol，理論上消耗甲烷物質(zhì)的量為：0.1mol，標(biāo)準(zhǔn)狀況下的體積=0.1mol×22.4L·mol－1=2.24L。

考點：考查學(xué)平衡的判斷，化學(xué)平衡的三段式計算應(yīng)用，平衡常數(shù)概念的計算應(yīng)用，原電池、電解池原理的計算應(yīng)用和電極書寫方法。