Question

【題目】研究化學反應能量變化、化學反應速率和化學反應限度，在實際工業生產和生活中有著重要的意義。回答下列問題：

（1）科學家提出可利用FeO吸收和利用CO2，其原理為：

已知：C(s)+2H2O(g)====CO2(g)+2H2(g) △H=+113.4kJ·mol－1

3FeO(s)+H2O(g)====Fe3 O4(s)+H2(g) △H=+18.7kJ·mol－1

則反應6FeO(s)+CO2(g)====2Fe3O4(s)+C(s)的△H=_______。

（2）肼的制備方法是用次氯酸鈉氧化過量的氨。

已知ClO－水解的方程式為：ClO－+H2OHClO+OH－。常溫下，該水解反應的平衡常數為Kh=1.0×10－6mol·L－1，則1.0mol·L－1NaClO溶液的pH=______。

（3）工業上利用氨氣生產氫氰酸(HCN)的反應為：CH4(g)+NH3(g) HCN(g)+3H2 (g) △H>0

①其他條件一定，達到平衡時NH3轉化率隨外界條件X變化的關系如下圖所示。X代表的是______(填“溫度”或“壓強”)。

②其他條件一定，向2L密閉容器中加入nmolCH4和2molNH3，平衡時NH3體積分數隨n變化的關系如下圖所示。若反應從開始到a點所用時間為10min，該時間段內用CH4的濃度變化表示的反應速率為______；該溫度下，b點的平衡常數為________

（4）納米氧化亞銅Cu2O是一種用途廣泛的光電材料，電化學法可用銅棒和石墨作電極，電解Cu(NO3)2稀溶液制備。電解過程中無氣體產生，則銅棒作______極，陰極生成Cu2O的電極反應式為________。

Answer 1

【答案】-76.0kJ·mol－1 11 壓強 0.025mol·L-1·min-1 3/16 陽 2Cu2++2e-+H2O=Cu2O+2H+

【解析】

（1）已知：C(s)+2H2O(g)=CO2(g)+2H2(g) △H=+113.4kJ·mol－1①，3FeO(s)+H2O(g)=Fe3O4(s)+H2(g) △H=+18.7kJ·mol－1②，根據蓋斯定律，②×2-①可得6FeO(s)+CO2(g)==2Fe3O4(s)+C(s)，△H=（+18.7kJ·mol－1）×2-（+113.4kJ·mol－1）= -76.0kJ·mol－1，故答案為：-76.0kJ·mol－1。

（2）1.0mol·L－1NaClO溶液中，c（ClO-）=1.0mol·L－1，已知ClO－+H2OHClO+OH－，該水解反應的平衡常數K=c（HClO）c（OH-）/c（ClO-）=c2（OH-）=1.0×10－6mol·L－1，c（OH-）=1.0×10－3mol·L－1，則c（H+）=Kw/c（OH-）=10-14/10-3=10-11，則pH=11，故答案為：11。

（3）①根據圖示，X越大轉化率越小，平衡逆向移動，該反應為吸熱反應，溫度升高平衡正向移動，增大壓強，平衡逆向移動，故答案為：壓強。

②設10min時，反應的氨氣的物質的量為x，

CH4(g)+NH3(g)HCN(g)+3H2(g)

開始（mol） 2 2 0 0

反應（mol） x x x 3x

a點（mol） 2-x 2-x x 3x

則(2-x)/(2-x+x+3x)×100%=30%，解得x=0.5mol，

v（CH4）=△c/△t=0.5mol/2L/10min=0.025mol·L-1·min-1，

此時c（HCN）=0.5mol/2L=0.25mol/L，c（H2）=0.5mol×3/2L=0.75mol/L，c（CH4）=c（NH3）=（2-0.5）mol/2L=0.75mol/L，

平衡常數只與溫度有關，所以Ka=Kb=c（HCN）c3（H2）/c（CH4）c（NH3）=0.25×(0.75)3/0.75×0.75=3/16，故答案為：0.025mol·L-1·min-1，3/16。

（4）要生成氧化亞銅，則銅必須失去電子，因此銅作陽極。陰極得到電子，發生還原反應，所以陰極電極反應式為2Cu2++2e－+H2O=Cu2O+2H+，

故答案為：陽，2Cu2++2e-+H2O=Cu2O+2H+。