Question

【題目】合理的利用吸收工業產生的廢氣CO2、NO2、SO2 等可以減少污染，變廢為寶。

（1）用CO2可以生產燃料甲醇。

已知：CO2（g）+3H2（g）═CH3OH（g）+H2O（l）△H=﹣akJmol﹣1；

2H2（g）+O2（g）═2H2O（l）△H=﹣b kJmol﹣1；

則表示CH3OH（g）燃燒的熱化學方程式為：

_______________________________________________________。

（2）光氣（COCl2）是一種重要化工原料，常用于聚酯類材料的生產，工業上通過Cl2（g）+CO（g）COCl2（g）△H < 0制備。圖1為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）=_______；

②該反應第一次達平衡時的平衡常數為__________，10min改變的條件是______。

（3）利用氨水可以將SO2和NO2吸收，原理如圖2所示：NO2被吸收的離子方程式是___________________________________。

（4）以甲醇燃料電池為電源，粗硅為原料，熔融鹽電解法制取硅烷原理如圖3，判斷A為電源的___極，電解時陽極的電極反應式為_____。

Answer 1

【答案】 2CH3OH(g)+3O2(g) =2CO2 (g)+4H2O(l) ΔH = 2a -3b kJ·mol-1 0.15 mol·L-1·min-1 30 升高溫度 2NO2+4HSO3- =N2+4SO42-+4H+ 負 Si+4H-- 4e - = SiH4

【解析】(1)已知：①CO2(g)+3H2(g)═CH3OH(g)+H2O(l)△H=﹣akJmol﹣1；②2H2(g)+O2(g)═2H2O(l)△H=﹣b kJmol﹣1；根據蓋斯定律：由②×3-①×2可得2CH3OH(g)+3O2(g) =2CO2 (g)+4H2O(l) 則ΔH =(﹣b kJmol﹣1)×3-(﹣akJmol﹣1)×2= 2a -3b kJ·mol-1 ；CH3OH(g)燃燒的熱化學方程式為2CH3OH(g)+3O2(g) =2CO2 (g)+4H2O(l) ΔH = 2a -3b kJ·mol-1 ；

(2)①由圖可知，6min時Cl2的平衡濃度為0.3mol/L，變化為1.2mol/L-0.3mol/L=0.9mol/L，則V===0.15molL-1min-1；

②8min時，平衡時c(Cl2)=0.3mol/L、c(CO)=0.1mol/L、c(COCl2)=0.9mol/L，即K==30；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10min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，平衡常數減小；

(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+4SO42-+4H+；

(4)從圖示知，粗硅變化為SiH4，失電子發生氧化反應，B為電源的正極，A為電源的負極，H-移向陽極生成SiH4，電極反應式為Si+4H--4e-=SiH4↑。