Question

19．2010年亞運會在我國廣州成功舉辦，整個亞運會體現(xiàn)了環(huán)保理念．
（1）廣州亞運會火炬“潮流”采用了丙烷（C₃H₈）作為燃料，燃燒后的產(chǎn)物為水和二氧化碳．在298K時，1mol丙烷完全燃燒生成CO₂和液態(tài)水放出2221.5kJ的熱量，則該反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為C₃H₈（g）+5O₂（g）=3CO₂（g）+4H₂O（l）△H=-2221.5kJ•mol^-1．
（2）廣州是一座美麗的海濱城市，海水資源非常豐富．
①海洋電池是以鋁為負(fù)極，鉑網(wǎng)為正極，海水為電解質(zhì)溶液，空氣中的氧氣與鋁反應(yīng)產(chǎn)生電流，電池總反應(yīng)為：4Al+3O₂+6H₂O═4A1（OH）₃，下列說法正確的是bc（填寫序號字母）；
a．電池工作時，電流由鋁電極沿導(dǎo)線流向鉑電極
b．鉑電極采用網(wǎng)狀比塊狀更利于O₂放電
c．海水中的OH^-向鋁電極方向移動
②用惰性電極電解200mLl.5mol•L^-1食鹽水；電解2min時，兩極共收集到448mL氣體（標(biāo)準(zhǔn)狀況下）．寫出該電解反應(yīng)的離子方程式2Cl^-+2H₂O$\frac{\underline{\;通電\;}}{\;}$2OH^-+H₂↑+Cl₂↑．
假設(shè)電解前后溶液的體積不變，則電解后該溶液的pH為13．
（3）將CO和H₂液化作為民用燃料，便于運輸和儲存．一定條件下，在體積為3L的密閉容器中反應(yīng)CO（g）+2H₂（g）?CH₃OH（g）達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài)．
①該反應(yīng)的平衡常數(shù)表達(dá)式K=$\frac{c（CH{\;}_{3}OH）}{c（CO）c{\;}^{2}（H{\;}_{2}）}$；根據(jù)如圖，升高溫度，K值將減小；增大壓強(qiáng)K值將不變（填“增大”、“減小”或“不變”）．
②500℃時，從反應(yīng)開始到達(dá)到化學(xué)平衡，以H₂的濃度變化表示的化學(xué)反應(yīng)速率是$\frac{2n{\;}_{B}}{3t{\;}_{B}}$mol/（L．min）（用n_A、n_B、t_A、t_B表示）．
③判斷該可逆反應(yīng)達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài)的標(biāo)志是c、d（填字母）．
a．v_生成（CH₃OH）=v_消耗（CO）               b．混合氣體的密度不再改變
c．混合氣體的平均相對分子質(zhì)量不再改變       d．CO、H₂、CH₃OH的濃度均不再變化
④300℃時，將容器的容積壓縮到原來的$\frac{1}{2}$，在其他條件不變的情況下，對平衡體系產(chǎn)生的影響是c、d（填字母）．
a．c（H₂）減少    b正反應(yīng)速率加快，逆反應(yīng)速率減慢
c．CH₃OH 的物質(zhì)的量增加    d．重新平衡時$\frac{c（{H}_{2}）}{c（C{H}_{3}OH）}$減小．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)熱化學(xué)方程式的含義以及書寫方法來回答；
（2）①a．原電池工作時，電流由正極沿導(dǎo)線流向負(fù)極；
b．鉑電極采用網(wǎng)狀能增大氣體的面積；
c．原電池工作時，電解質(zhì)中的陰離子移向負(fù)極；
②根據(jù)電解食鹽水的總反應(yīng)來計算回答；
（3）①根據(jù)化學(xué)平衡常數(shù)為生成物的濃度冪之積除以反應(yīng)物的濃度冪之積，列出平衡常數(shù)的表達(dá)式；根據(jù)升高溫度乙醇的物質(zhì)的量減小，平衡逆向移動，判斷平衡常數(shù)的變化；
②根據(jù)化學(xué)反應(yīng)速率是υ（H₂）=2υ（CH₃OH）計算；
③達(dá)到平衡時，正逆反應(yīng)速率相等，混合氣體的平均相對分子質(zhì)量不再改變，CO、H₂、CH₃OH的濃度不再改變；
④將容器的容積壓縮到原來的$\frac{1}{2}$，壓強(qiáng)增大，反應(yīng)速率增大，平衡向正反應(yīng)方向移動，以此判斷．

解答 解：（1）在298K時，1mol丙烷完全燃燒生成CO₂和液態(tài)水放出2221.5kJ的熱量，則該反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為C₃H₈（g）+5O₂（g）=3CO₂（g）+4H₂O（l）△H=-2221.5kJ•mol^-1，故答案為：C₃H₈（g）+5O₂（g）=3CO₂（g）+4H₂O（l）△H=-2221.5kJ•mol^-1；
（2）①鋁為負(fù)極，鉑網(wǎng)為正極，海水為電解質(zhì)溶液形成的原電池中，
a．原電池工作時，電流由正極沿導(dǎo)線流向負(fù)極，即電流由鉑電極沿導(dǎo)線流向鋁電極，故a錯誤；
b．鉑電極采用網(wǎng)狀能增大氣體的面積，網(wǎng)狀比塊狀更利于O₂放電，故b正確；
c．原電池工作時，電解質(zhì)中的陰離子移向負(fù)極，所以海水中的OH^-向鋁電極方向移動，故c正確；
故答案為：bc；
②電解氯化鈉溶液反應(yīng)的離子方程式為：2Cl^-+2H₂O$\frac{\underline{\;通電\;}}{\;}$2OH^-+H₂↑+Cl₂↑，根據(jù)總反應(yīng)當(dāng)兩極上共收集到448mL氣體即0.02 mol氣體時，則生成的氯氣和氫氣均是0.01mol，所以生成氫氧化鈉的物質(zhì)的量是0.02mol，所以氫氧化鈉的濃度C=$\frac{n}{V}$=$\frac{0.02mol}{0.2L}$=0.1mol/L，所以pH=13，故答案為：2Cl^-+2H₂O$\frac{\underline{\;通電\;}}{\;}$2OH^-+H₂↑+Cl₂↑；13；
（3）①化學(xué)平衡常數(shù)為生成物的濃度冪之積除以反應(yīng)物的濃度冪之積，反應(yīng)物的生成物都是氣體，故平衡常數(shù)表達(dá)式為K=$\frac{c（CH{\;}_{3}OH）}{c（CO）c{\;}^{2}（H{\;}_{2}）}$，由圖象可知升高溫度乙醇的物質(zhì)的量減少，平衡向逆反應(yīng)方向移動，K減小，增大壓強(qiáng)K值將不變；
故答案為：$\frac{c（CH{\;}_{3}OH）}{c（CO）c{\;}^{2}（H{\;}_{2}）}$，減��；不變；
②υ（CH₃OH）=$\frac{n{\;}_{B}}{t{\;}_{B}×3L}$mol/（L．min），故υ（H₂）=2υ（CH₃OH）=$\frac{2n{\;}_{B}}{3t{\;}_{B}}$mol/（L．min），
故答案為：$\frac{2n{\;}_{B}}{3t{\;}_{B}}$mol/（L．min）；
③達(dá)到平衡時，正逆反應(yīng)速率相等，混合氣體的平均相對分子質(zhì)量不再改變，CO、H₂、CH₃OH的濃度不再改變，在體積不變時，氣體的密度不變，不能作為判斷是否達(dá)到平衡狀態(tài)的依據(jù)，v_生成（CH₃OH）=v_消耗（CO） 都是指一個方向，所以也不能作為判斷是否達(dá)到平衡狀態(tài)的依據(jù)，故答案為：c、d；
④將容器的容積壓縮到原來的$\frac{1}{2}$，壓強(qiáng)增大，正逆反應(yīng)速率都增大，平衡向正反應(yīng)方向移動，CH₃OH的物質(zhì)的量增加，氫氣的物質(zhì)的量減少，但濃度增大，甲醇的物質(zhì)的量增多，故有c（H₂）/c（CH₃OH）減小，
故答案為：c、d．

點評 本題是對熱化學(xué)、電化學(xué)知識以及化學(xué)平衡的影響因素和化學(xué)平衡的標(biāo)志等問題的綜合考查，要求學(xué)生具有分析和解決問題的能力，題目難度中等，注意外界條件對化學(xué)平衡移動的影響以及平衡狀態(tài)的判斷角度．